CH649031A5

CH649031A5 - Vorrichtung zum formen von rotationskoerpern, aus geschnittenen stuecken eines stranges.

Info

Publication number: CH649031A5
Application number: CH4821/80A
Authority: CH
Inventors: Yasuo Omi; Takanori Wada; Hitoshi Sano; Shigekatsu Sato; Kazuo Ido; Kozo Taneda; Junichi Naka
Original assignee: Snow Brand Milk Products Co Ltd
Priority date: 1979-06-26
Filing date: 1980-06-23
Publication date: 1985-04-30
Also published as: GB2052352A; NL8003686A; FR2459611B1; US4337021A; FR2459611A1; GB2052352B; DE3018008A1; DK222680A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäss Oberbegriff des Anspruchs 1.

Der halbfeste, mittels eines Extruder-Spritzkopfes ge-presste Strang wird in Stücke fester Länge geschnitten, anschliessend werden die Strangabschnitte zu Rotationskörpern insbesondere mindestens angenähert kugelförmigen Körpern geformt, wobei es sich bei dem halbfesten Strang beispielsweise um Käse handeln kann, dessen physikalische Eigenschaften starken Änderungen, insbesondere unter Ein-fluss der Temperatur, unterworfen sind.

Handelsübliche Käsezubereitungen, z.B. sogenannter Schmelzkäse, wurden bisher nach dem in Fig. 1 schematisch dargestellten Verfahren hergestellt. Hierbei wird ein Ausgangsmaterial durch Vermischen des Grundkäses mit einem Sekundärmaterial zubereitet. Das sich ergebende Ausgangsmaterial wird unter Wärmeeinfluss in einen Schmelzzustand emulgiert. Die Schmelze wird kontinuierlich durch einen Kühlzylinder geleitet, um sie in einen halbfesten Zustand zu versetzen. Anschliessend wird das Ausgangsmaterial über den Extruder-Spritzkopf zu einem halbfesten Strang verpresst. Der Strang wird mit einem Dreh- oder Pendelmesser, das vor dem Spritzkopf angeordnet ist und intermittierend mit einer festen Periode betrieben wird, zu Stücken vorbestimmter Länge geschnitten. Anschliessend wird das mittels 5 einer geeigneten Formmaschine in eine vorgesehene Form gebrachte oder mittels der Schneideinrichtung geschnittene Produkt verpackt.

Das vorstehend beschriebene, bekannte Verfahren hat jedoch Nachteile. Bei Käse ist bei niedriger Temperatur die io Viskosität stark erhöht. Da das Wärmeleitvermögen der Masse beeinträchtigt ist, kann der Käse eine ungleichförmige Struktur erhalten. Aus diesem Grund erwies es sich bisher als unmöglich, die Strangpressgeschwindigkeit konstant zu halten, so dass es bisher auch sehr schwierig war, konstante 15 Abschnittslänge einzuhalten.

Ausserdem sind das bekannte Verfahren und die bekannte Vorrichtung mit dem Nachteil behaftet, dass die geschnittenen Stücke nicht zu kugeligen Körpern geformt werden können, ohne dass eine getrennte Formmaschine durchlau-20 fen wird. Infolgedessen ist es unmöglich, eine kontinuierliche Arbeitsweise vom Strangpressen bis zur Formung der Kugelkörper zu realisieren, so dass auch eine optimale wirtschaftliche Produktion nicht erzielbar war.

Auch wurde bisher noch keine Formvorrichtung entwik-25 kelt, welche automatisch und kontinuierlich die genannten Kugelkörper ohne Formbeeinträchtigung herzustellen vermochte. Infolgedessen besteht seit langer Zeit ein Bedarf für eine derartige Vorrichtung.

Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, die so Nachteile des Standes der Technik auszuschalten. Hierzu soll eine Formvorrichtung geschaffen werden, mit welcher beispielsweise mittels eines Spritzkapfes ein halbfester Strang mit einem festen Durchmesser vorzugsweise unabhängig von der Extrudiergeschwindigkeit zu Stücken vorbestimmter 35 Länge geschnitten werden kann, die nachfolgend zu Kugelkörpern geformt werden können.

Die genannte Aufgabe wird für die Vorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäss durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. 40 Die erfindungsgemässe Vorrichtung unfasst:

- eine vor dem Extruder-Spritzkopf angeordnete Mess-fühlereinheit zur Abgabe eines Signals bei Feststellung des Vorderendes des aus dem Spritzkopf extrudierten Stranges,

- eine Schneideinrichtung zum Schneiden des aus dem 45 Spritzkopf extrudierten Stranges bei Eingang des Signals von der Messfühlereinheit,

- einen drehbaren Formteil zur Aufnahme der geschnittenen Strangstücke in einer umlaufenden konkaven Haupt-Formnut in der Aussenumfangsfläche des drehbaren Form-

50 teils,

- einen festen Formteil mit einer konkaven Hilfs-Form-nut, die an der Aussenseite des drehbaren Formteils angeordnet ist und zusammen mit der Haupt-Formnut einen Formraum mit im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt

55 bildet.

In groben Zügen kann demnach die Arbeitsweise der Vorrichtung beschrieben werden: die Messfühlereinheit, die vorzugsweise mit einem Abstand vor dem Spritzkopf angeordnet ist, stellt das Vorderende des aus dem Spritzkopf ex-60 tradierten halbfesten Stranges fest. Sie liefert daraufhin ein Signal zu der Schneideinrichtung, die den Strang schneidet, wobei die abgeschnittenen Strangstücke von der konkaven Haupt-Formnut im Aussenumfang des drehbaren Formteils aufgenommen werden, wobei sich die Strangstücke längs der 65 Innenseite des Formraums bewegen können, der durch das Zusammenwirken zwischen der Haupt-Formnut und der konkaven Hilfs-Formnut festgelegt wird. Auf diese Weise werden die Strangstücke zu Kugelkörpern geformt.

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Die Vorrichtung gemäss Erfindung besitzt z. B. vergleichsweise kleine Abmessungen, weil ihre Messfühlereinheit vorzugsweise einen sogenannten Näherungsschalter aufweist, der aus hygienischen Gründen für die Verwendung bei strangförmigen Nahrungsmitteln, wie Käse, vorteilhaft geeignet ist.

Bei der Vorrichtung gemäss Erfindung ist die Haupt-Formnut des drehbaren Formteils z.B. tiefer als die Hilfs-Formnut des festen Formteils, wobei sich letztere zudem vorzugsweise vom Einlauf- zum Auslaufende hin zunehmend vertieft, so dass einwandfrei kugelförmige Körper mit gleich-mässigem Durchmesser und ohne Oberflächenregelmässig-keiten oder dergleichen erhalten werden können.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Vorrichtung nach der Erfindung können mit den Massnahmen der Ansprüche 2 bis 6 erreicht werden.

Wie aus den vorstehenden Ausfûhrungèn hervorgeht, kann die Vorrichtung nach der Erfindung für beliebige halbfeste Stoffe verwendet werden, die z. B. ähnliche Eigenschaften wie Schmelzkäse besitzen. Zur beispielhaften Erläuterung ist daher nachfolgend die Erfindung in bezug auf eine Vorrichtung zum Formen von Käsekugeln beschrieben.

Eine Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert. Die Figuren zeigen:

Fig. 1 ein Flussdiagramm des bekannten Verfahrens zur Herstellung von Käsekugeln aus Schmelzkäse,

Fig. 2 eine Seitenansicht auf eine Formvorrichtung gemäss einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 3 eine Ansicht der linken Seite der Vorrichtung von Fig. 2,

Fig. 4 eine teilweise aufgeschnittene, in vergrössertem Massstab gehaltene Teilansicht der Vorrichtung von Fig. 2, Fig. 5 einen lotrechten Schnitt durch einen Teil der Vorrichtung nach Fig. 4, von der rechten Seite her gesehen, Fig. 6 ein teilweise im Schnitt dargestelltes Detail der Vorrichtung nach Fig. 2 bis 5,

Fig. 7 eine in vergrössertem Massstab gehaltene Teilschnittansicht zur Veranschaulichung der Beziehung zwischen dem drehbaren und dem festen Formteil zur Formung von Kugelkörpern,

Fig. 8 eine Seitenansicht einer Anordnung, bei welcher jeweils mehrere Vorrichtungen nach Fig. 2 bis 5 links und rechts nebeneinander angeordnet sind und

Fig. 9 eine Aufsicht auf die Anordnung nach Fig. 8. Fig. 1 ist bereits in der Beschreibungseinleitung erläutert worden.

Die Vorrichtung gemäss den Fig. 2 bis 7 weist einen Ex-truder-Spritzkopf 1 auf, der mittels einer Tragplatte 3 an der Seite eines Rahmens 2 angebracht ist. Das Basisende (rechtes Ende gemäss Fig. 3) des Spritzkopfes 1 ist mit einem (nicht dargestellten) Extruder verbunden.

Vorderhalb des Spritzkopfes 1 ist in einem zweckmässigen Abstand zu diesem eine mittels einer Stellschraube 4 einstellbare Tragplatte 5 angeordnet. An der Tragplatte 5 ist, dem Spritzkopf 1 gegenüberstehend, eine Elektrode 9 eines Berührungsschalters 6, d.h. eine Art Näherungsschalter, angebracht. Der Aussenmantel eines Gehäuses 10 für diese Elektrode 9 ist mit Gewinde versehen. Das Gehäuse 10 ist somit in eine Gewindebohrung der Tragplatte 5 eingeschraubt. Weiterhin ist am Gehäuse 10 ein Handgriff 7 mit einer zwischen diesem und die Tragplatte 5 eingefügten Feder 8 montiert. Das Gehäuse 10 ist mittels des Handgriffs 7 drehbar, wodurch die Relativstellung der Elektrode 9 zum Spritzkopf 1 einstellbar ist.

Eine Ausführungsform des Berührungsschalters 6 ist in Fig. 6 dargestellt, wobei ein stossspannungsunterdrückender Widerstand («surge killer»), Varistor oder dgl. als Elektrode

9 benutzt wird, die mit der Basis eines ersten Transistors 13 eines Darlington Schaltkreises 12 verbunden ist, welcher die Transistoren 13 und 14 und ein Relais 15 enthält. Dieser Schaltkreis 12 ist mit einem Kreis verbunden, in welchem der Spritzkopf 1 mit einer Schwachstromquelle V, z. B. von 3 V, und einem zwischengefügten veränderlichen Widerstand 16 kombiniert ist.

Über dem Spritzkopf 1 ist eine Schneideinrichtung angebracht, die eine auf der Welle 19 eines Motors 18 montierte Klinge 20 besitzt. Der Motor 18 ist am Rahmen parallel zum Spritzkopf angeordnet. Diese Klinge 20 ist abwärts und praktisch senkrecht zur Achse des Spritzkopfs in eine Position unmittelbar vor dem Spritzkopf 1 bewegbar.

Unter dem Spritzkopf 1 ist eine Welle 24 über eine Kupplung 23 mit der Welle eines Motors 22 verbunden, der praktisch parallel zum Spritzkopf vom Rahmen 2 getragen wird. Die Welle 24 ist in einem Lager 26 gelagert, das seinerseits in einer am Rahmen befestigten Halterung 25 montiert ist. Am Vorderende der Welle 24 ist ein drehbarer Formteil 28 mittels einer Befestigungsmutter 29 angebracht.

Wie insbesondere aus Fig. 5 hervorgeht, besteht der drehbare Formteil 28 aus einer Scheibe 31, die in ihrem Aus-senumfang eine Haupt-Formnut oder -Vertiefung 30 mit halbkreisförmigem, konkavem Querschnitt aufweist. Diese Scheibe 31 ist so angeordnet, dass die Formnut 30 den unteren Teil eines zwischen dem Auslass des Spritzkopfes 1 und der Elektrode 9 des Schalters 6 gebildeten Raums durchläuft.

Die Scheibe 31 zerfällt in zwei Teile. Ein nahezu halbkreisförmiger fester Formteil 32 besitzt eine konkave gekrümmte Umfangsfläche, die sich längs der einen Hälfte (linke Seite gemäss Fig. 2 und 4) des drehbaren Formteils 28 in dessen Umlaufrichtung erstreckt. Auf der Innenseite des festen Formteils 32 ist eine halbkreisförmige, konkave Hilfs-Formnut 33 ausgebildet, die einen halbkreisförmigen Querschnitt besitzt und zusammen mit der Haupt-Formnut 30 einen Formraum 34 festlegt, dessen Querschnitt im wesentlichen kreisförmig ist. Der feste Formteil 32 ist dabei mittels einer am Lager 26 montierten Halterung 36 am Rahmen befestigt. Die Halterung 36 ist in der Nähe des Unterteils des Spritzkopfes 1 mit einem Anschlag 37 versehen.

Gemäss Fig. 7 ist die Nut 30 tiefer als die Nut 33. Für die Berechnung der Tiefe an der Austrittsseite gilt, dass dann, wenn der Radius des Formraumes 34 mit r bezeichnet wird, die Tiefe der Nut 30 gleich r x a ist, während die Tiefe der Nut 33 r — a entspricht. Die Wandfläche des Abschnitts 2 a der Nut 30 ist im wesentlichen eben.

Die Hilfs-Formnut 33 ist am Einlaufende am flachsten und vertieft sich in Richtung auf das Auslassende. Mit anderen Worten: wenn die Mittelpunkte des umlaufenden Formteils 28 und der Nut 33 mit 0 und die Abstände von diesen Mitttelpunkten zur Aussenumfangsfläche der Nut 33 an Ein-lass und Auslass mit S1 bzw. S2 bezeichnet werden, kann die oben genannte Beziehung mit S2 > S1 ausgedrückt werden.

Gemäss den Fig. 2 und 3 ist weiterhin ein Steuer- und Schaltkasten 38 vorgesehen, während gemäss den Fig. 4 und 5 eine Rutsche 39 zum Austragen der Formkörper und ein Abstreifer 40 zum Auswerfen der Formkörper vorgesehen sind.

Im folgenden wird die Arbeitsweise der vorstehend beschriebenen Vorrichtung erläutert. Wenn der extrudierte Käsestrang 17 beispielsweise gemäss Fig. 6 aus dem Spritzkopf 1 austritt und mit der Elektrode 9 in Berührung gelangt, fliesst durch den Käsestrang 17 zwischen dem Spritzkopf 1 und der Elektrode 9 ein schwacher elektrischer Strom zu dem ersten Transistor 13. Dieser Strom wird durch den zweiten Transistor 14 bis zur Aktivierung des Relais 15 verstärkt. Das betätigte Relais 15 schaltet den Motor 18 ein, der seiner5

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seits das Messer 20 in Drehbewegung setzt, das den Käsestrang 17 an der Vorderseite des Spritzkopfes abschneidet. Die relative Lage zwischen dem Spritzkopf 1 und der Elektrode 9 ist dabei durch Verdrehen des Gehäuses 10 relativ zur Tragplatte 5 zweckmässig eingestellt worden. Da ausserdem die Stromquelle V für den Berührungsschalter 6, wie erwähnt, eine niedrige Spannung liefert, besteht keine Möglichkeit für eine elektrische Funkenbildung bei der Kontak-tierung der Elektrode 9 mit dem Käsestrang. Elektrische Funken oder Lichtbogen haben normalerweise einen ungünstigen Einfluss auf den Käse, doch kann ein solcher Einfluss mittels der erfindungsgemässen Vorrichtung vermieden werden.

Wie aus den vorstehenden Ausführungen hervorgeht, kann der Käsestrang 17 durch entsprechende Einstellung der relativen Lage zwischen Spritzkopf 1 und Elektrode 9 unabhängig von der Extrudiergeschwindigkeit stets in Stücke gleichbleibender Länge geschnitten werden.

Die auf diese Weise geschnittenen Käsestücke fallen in die Nut 33 in der den drehbaren Formteil 28 bildenden Scheibe 31 herab. Der Anschlag 37 gewährleistet dabei, dass die Käsestrangstücke einwandfrei und ohne Abweichung aus der vorgesehenen Bewegungsbahn in die Nut 33 hineinfallen. Bei der Drehung der Scheibe 31 werden die Käsestücke zum oberen Einlassende des festen Formteils 32 gefördert, in den durch die Nuten 30 und 33 der beiden Formteile 28 bzw. 32 gebildeten Formraum hineingeführt und dann am unteren Auslassende auf die Rutsche 39 ausgetragen. Beim Durchgang durch den vom Einlaufende zum Auslaufende des festen Formteils verlaufenden Formraum werden diese Käsestrangstücke durch beide Nuten 30 und 33 zu Kugelkörpern geformt.

Die Nut 30 ist aus den im folgenden angegebenen Gründen tiefer geformt als die Nut 33. Wenn nämlich beide Nuten 30 und 33 dieselbe Tiefe besässen, ergäben sich die folgenden Nachteile: zum einen würden die Käsestücke am Auslassende zur Rutsche durch die Scherkräfte beeinträchtigt werden, die aufgrund des erhöhten Reibungswiderstandes in der Nut 33 und die Wechselwirkung zwischen der Drehbewegung der Nut 30 sowie die der gleichzeitigen Drehbewegung der Käsestücke selbst hervorgerufen wird, so dass diese Käsestücke eine verformte Kugelgestalt erhalten würden. Da ausserdem bei gleich tiefen Nuten die Drehrichtung der Käsestücke im Formraum 34 konstant wäre, könnten die Käsestücke aus dem Spalt zwischen den beiden gegenüberstehen-s den Flächen beider Formteile 28 und 30 herausgedrückt werden, so dass Produkte mit unerwünschten Unebenheiten an der Oberfläche geformt werden würden. Bei der erfindungsgemässen Vorrichtung werden diese Nachteile erfolgreich dadurch ausgeschaltet, dass die beiden Nuten 30 und 33 mit io den vorher angegebenen Abmessungen ausgebildet werden. Bezüglich des Tiefenunterschieds zwischen den beiden Nuten ist daraufhinzuweisen, dass zufriedenstellende Ergebnisse erzielt werden können, wenn gemäss Fig. 7 folgende Bedingungen erfüllt sind:

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= 0,1 mm oder weniger, vorzugsweise etwa 0,05 mm,

20 wobei bei einem Durchmesser D von z.B. 18 mm a etwa 0,75 mm beträgt und al sowie a2 den grössten bzw. kleinsten Wert von a angeben.

Da ausserdem die Nut 33 an der Auslassseite tiefer ist als an der Einlaufseite (d.h. S2 > S1 gemäss Fig. 7), werden die 25 Gutstücke in dieser Nut 33 an der Einlaufseite der Nut an einer mechanischen Spannung oder Belastung unterworfen und dann allmählich in Richtung auf ihre Auslassseite entlastet. Die Drehbewegung der Gutstücke in Formraum 34 gestaltet sich somit komplex, so dass die Verhinderung einer 30 Entstehung von Oberflächenunregelmässigkeiten begünstigt wird und ausserdem die Gutstücke gleichmässig und ohne Verformung ausgetragen werden können, weil die am Auslassende der Nut 33 auftretende Reibung niedrig ist.

In den Fig. 8 und 9 ist eine Anordnung aus erfindungsge-35 mässen Vorrichtungen dargestellt, bei welcher je drei Formvorrichtungen mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau jeweils in einer Reihe auf der linken und rechten Seite angeordnet sind und ein Gutaufnahmebehälter 42 zur Aufnahme der geformten Käsekugeln in der Mitte zwischen den beiden 40 Vorrichtungsgruppen vorgesehen ist. Die Formvorrichtungen ruhen dabei jeweils auf Sockeln 43.

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4 Blatt Zeichnungen

Claims

649 031 PATENTANSPRÜCHE

1. Vorrichtung zum Formen von Rotationskörpern von mindestens angenähert kugelförmiger Gestalt aus geschnittenen Stücken eines Stranges, der aus einem Extruder mit Spritzkopf gepresst wird, gekennzeichnet

- durch eine vor dem Extruder-Spritzkopf (1) angeordnete Messfühleinheit (6) zur Abgabe eines Signals bei Feststellung des Vorderendes des aus dem Spritzkopf (1) extru-dierten Stranges (17,

- durch eine Schneideinrichtung (20) zum Schneiden des aus dem Spritzkopf (1) extrudierten Stranges (17) bei Eingang des Signals von der Messfühlereinheit,

- durch einen drehbaren Formteil (28) zur Aufnahme der geschnittenen Strangstücke in einer umlaufenden, konkaven Haupt-Formnut (30) in der Aussenumfangsfläche des drehbaren Formteils (28),

- und durch einen festen Formteil (32) mit einer konkaven Hilfs-Formnut (33), die an der Aussenseite des drehbaren Formteils (28) angeordnet ist und zusammen mit der Haupt-Formnut (30) einen Formraum (34) mit im wesentlichen kreisförmigem Querschnitt bildet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messfühleinheit (6) einen Kontakt- oder Näherungsschalter umfasst.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneideinrichtung (20) auf einer Welle eines Motors (18) montiert ist, der durch ein von der Messfühlereinheit (6) abgegebenes Signal betätigbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der drehbare Formteil (28) eine m einem Raum zwischen dem Spritzkopf (1) und der Messfühlereinheit angeordnete Scheibe (31) aufweist, die so angeordnet ist, dass die Haupt-Formnut den unteren Teil dieses Raums durchläuft.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Formnut (30) des drehbaren Formteils (31) eine grössere Tiefe besitzt als diejenige (33) des festen Formteils.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Formnut (33) des festen Formteils an der Einlaufseite am flachsten ist und sich zur Auslassseite hin zunehmend vertieft.