DE102004059263A1 - Vorrichtung zum Formen rotationssymmetrischer Körper aus einer modellierbaren, pastösen Masse - Google Patents

Abstract

Eine Vorrichtung zum Formen rotationssymmetrischer, insbesondere rotationsellipsoider Körper aus einer modellierbaren, pastösen Masse mit mindestens zwei relativ zueinander bewegbaren Form- und Führungsflächen (12, 14) sowie mit Mitteln (8) zum Bewegen dieser Flächen.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Formen rotationssymmetrischer Körper aus einer modellierbaren pastösen Masse.
• Bei der Herstellung von Lebensmitteln, aber auch von Süßwaren, ist es üblich, pastöse Massen so zu modellieren, dass sie eine den Käufer ansprechende äußere Form erlangen. Hierzu werden in der Lebensmittelund Süßwarenindustrie Maschinen verwendet, die für eine Massenproduktion ausgelegt sind. Kleinere Chargen von kugelförmigen Körpern, wie sie beispielsweise bei der Verarbeitung von Lebensmitteln und Süßwaren in Handwerksbetrieben oder Privathaushalten oder auch bei der Köderherstellung im Angelsport benötigt werden, müssen bis dato aufwändig manuell oder in kostenintensiven Anlagen geformt werden.
• Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der das Modellieren pastöser Massen zu rotationssymmetrischen Körpern in wirtschaftlicher und herstellungstechnisch einfacher Weise ermöglicht wird.
• Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung.
• Die vorliegende Erfindung schafft eine Vorrichtung zum Formen rotationssymmetrischer, insbesondere rotationsellipsoider Körper aus einer modellierbaren, pastösen Masse, die mindestens zwei relativ zueinander bewegbare Form- und Führungsflächen, sowie Mittel zum Bewegen dieser Flächen aufweist. Dabei sind die beiden Form- und Führungsflächen so voneinander beabstandet, dass ein Zwischenraum entsteht, in den eine zu modellierende Masse eingeführt werden kann und je nach Ausbildung der Form- und Führungsflächen einen Kraft- und/oder Formschluss mit diesen Form- und Führungsflächen eingeht. Indem die zwischen den Form- und Führungsflächen befindliche Masse durch eine Relativbewegung dieser Flächen in eine Abrollbewegung versetzt wird, bildet sich bei der zuvor diffus geformten Masse während des Abrollens die gewünschte rotationssymmetrische Form aus.
• Die Form des Rotationskörpers, der aus der pastösen Masse gebildet wird, kann sowohl durch die Ausrichtung der beiden Form- und Führungsflächen zueinander sowie durch eine Profilierung dieser Flächen quer zur Richtung deren Relativbewegung verändert werden. So ist es beispielsweise möglich, bei einer parallelen Anordnung der Form- und Führungsflächen zylinderförmige Körper zu bilden oder aber bei entsprechender Profilierung der Form- und Führungsflächen rotationsellipsoide Formen, wie beispielsweise kugel- oder ovalförmige Körper zu bilden. Sind die beiden Form- und Führungsflächen nicht parallel zueinander ausgebildet, ist es beispielsweise möglich, kegel- und tropfenförmige Formen mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung herzustellen.
• Bevorzugt bilden die Form- und Führungsflächen mindestens einen Form- und Führungskanal. Dieser Kanal gewährleistet, dass eine darin befindliche modellierbare, pastöse Masse nur in eine vordefinierte Richtung bewegt werden kann, wobei durch die Form des Kanals auch die Form des zu erzeugenden Körpers vorbestimmt wird. Querbewegungen relativ zu der definierten Bewegungsrichtung, die zu einer unkontrollierten Formänderung des Körpers führen können, sind aufgrund der kanalisierten Führung während der Abrollbewegung der pastösen Masse nicht möglich. Der Form- und Führungskanal gewährleistet so vorteilhaft eine Reproduzierbarkeit der herzustellenden Körper.
• Zweckmäßigerweise weist der Form- und Führungskanal eine Querschnittsform auf, welche der Form einer Querschnittsfläche des Rotationskörpers in einer Ebene entspricht, in der die Rotationsachse des Rotationskörpers verläuft. Diese Querschnittsausbildung des Form- und Führungskanals ermöglicht, dass sich eine in dem Form- und Führungskanal befindliche pastöse Masse in einer Abrollbewegung um eine Rotationsachse dreht, die mit der Rotationsachse des zu formenden rotationssymmetrischen bzw. rotationsellipsoiden Körpers identisch ist, so dass die Form des zu bildenden Körpers durch die Querschnittsform des Form- und Führungskanals vorbestimmt wird.
• Für die Abrollbewegung der pastösen Masse in dem Form- und Führungskanal, die zur Bildung des Körpers führt, ist es von besonderem Vorteil, wenn zumindest eine Fläche im Bereich des Führungskanals Vorsprünge aufweist, welche nach innen gerichtet sind und als Mitnehmer für die zu formende Masse dienen. Die Vorsprünge, die vorteilhaft an einer bewegten Form- und Führungsfläche angeordnet sind, überfragen dabei ähnlich einem Zahnradgetriebe auch formschlüssig die Bewegung dieser Flächen auf die pastöse Masse, die hierdurch in eine Abrollbewegung versetzt wird.
• Bevorzugt sind die Vorsprünge als quer zur Bewegungsrichtung ausgerichtete Stege ausgebildet. Mittels dieser Anordnung wird die Kraft, die die Abrollbewegung des zu formenden Körpers einleitet bzw. unterstützt, günstigerweise in einer Richtung eingeleitet, die mit der Richtung der Relativbewegung der beiden Form- und Führungsflächen zueinander übereinstimmt.
• Zweckmäßigerweise sind bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung mehrere Form- und Führungskanäle nebeneinander angeordnet. Auf diese Weise können mittels der Relativbewegung der beiden Form- und Führungsflächen gleichzeitig mehrere Rotationskörper geformt werden.
• Zwischen benachbarten Form- und Führungskanälen sind zweckmäßigerweise Schneidkanten angeordnet, die vorzugsweise gezahnt ausgebildet sind. Wird eine pastöse Masse den Form- und Führungskanälen zugeführt, weist sie im Allgemeinen nicht die Form und Größe auf, die zur Formung des rotationssymmetrischen Endprodukts erforderlich ist. Mit Hilfe der Schneidkanten wird die Masse zerteilt, d.h., entsprechend der Größe der Form- und Führungskanäle portioniert.
• In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird eine Form- und Führungsfläche von einer Umfangsfläche eines Zylinders gebildet und die andere Form- und Führungsfläche von einer Innenumfangsfläche eines Hohlzylinders gebildet. Dabei ist der Zylinder konzentrisch in dem Hohlzylinder angeordnet. Dies ermöglicht eine besonders raumsparenden Anordnung der Form- und Führungsflächen, deren Relativbewegung zueinander entweder durch Rotation des Zylinders oder des Hohlzylinders oder durch eine gegenläufige Rotation sowohl des Zylinders als auch des Hohlzylinders erreicht wird. Bevorzugt wird der Zylinder in dem feststehenden Hohlzylinder gedreht. Die zu modellierende pastöse Masse wird zwischen die Umfangsfläche des Zylinders und die Innenumfangsfläche des Hohlzylinders geführt und ähnlich dem Planetenrad eines Planetengetriebes zwischen Zylinder und Hohlzylinder abgerollt, was zur Bildung des rotationssymmetrischen bzw. rotationsellipsoiden Körpers führt.
• Zweckmäßigerweise weist der Hohlzylinder eine Eingangsöffnung und eine Ausgangsöffnung auf. Dabei ist die Eingangsöffnung vorteilhaft in einer Ebene oberhalb der horizontalen Mittelachse des Hohlzylinders angeordnet und die Ausgangsöffnung in einer Ebene unterhalb der horizontalen Mittelachse des Hohlzylinders angeordnet. Hierdurch kann eine zu modellierende Masse von oben in die Vorrichtung eingeführt werden, während gleichzeitig zuvor geformte Körper die Vorrichtung nach unten hin verlassen können. Das Einführen der zu modellierenden Masse und der Auswurf der Endprodukte behindern einander dabei nicht.
• Bevorzugt sind die Eingangsöffnung und die Ausgangsöffnung um etwa 300° bis 350° zueinander versetzt angeordnet. Auf diese Weise können die Form- und Führungsbahnen so lang ausgebildet werden, dass die pastöse Masse zu einem sehr gleichmäßigen rotationsellipsoiden Körper geformt werden kann, wobei die beiden Öffnungen gut zugänglich an einer Hälfte der Mantelfläche des Hohlzylinders angeordnet werden können.
• Zum Antrieb des Zylinders ist bevorzugt eine Handkurbel vorgesehen. Dies ermöglicht eine besonders unkomplizierte und störungsunanfällige Betätigung der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Je nach Größe der Vorrichtung ist allerdings zu deren Antrieb auch jeder nicht manuelle Antrieb, beispielsweise in Form eines Elektromotors denkbar.
• Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
• 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung,
• 2 eine Vorderansicht der Vorrichtung gemäß 1,
• 3 eine Draufsicht auf eine Form- und Führungsbahn und
• 4 einen Schnitt der Form- und Führungsbahn entlang der Linie IV-IV in 3.
• 1 zeigt einen Zylinderkörper 2, der auf einer Welle 4 angeordnet ist, die um eine Mittelachse A des Zylinderkörpers 2 drehbar gelagert ist. An den Stirnflächen des Zylinderkörpers 2 ragt jeweils ein freies Ende der Welle 4 aus dem Zylinderkörper 2 heraus. Die Welle 4 ist drehfest mit dem Zylinderkörper 2 verbunden. An den freien Enden der Welle 4 ist diese mit dem Zylinderkörper 2 in einem Aufnahmegestell 6 aufgehängt, wobei die Welle 4 in diesem Aufnahmegestell 6 drehbar gelagert ist. Außenseitig des Aufnahmegestells 6 ist an der Welle 4 eine Handkurbel 8 angeordnet, durch deren Betätigung die Welle 4 sowie der daran angeordnete Zylinderkörper 2 in eine Drehbewegung versetzt werden können.
• An dem Aufnahmegestell 6 ist ferner ein Hohlzylinder 10 angeordnet. Der Hohlzylinder 10 ist fest an dem Aufnahmegestell 6 angebunden und umhüllt den Zylinderkörper 2 konzentrisch mit geringem Spiel. Der Zylinderkörper 2 ist gegenüber dem Hohlzylinder 10 drehbar.
• An der Mantelfläche des Zylinderkörpers 2 sind neun Nuten 12 eingearbeitet, die jeweils parallel zueinander kreisförmig um den gesamten Umfang der Mantelfläche verlaufen. Das Querschnittsprofil der Nuten 12 ist halbkreisförmig. Die einzelnen Nuten 12 sind einander so dicht benachbart, dass sie direkt aneinander anschließen. Alternativ sind auch jede andere Anzahl von Nuten 12 sowie beliebig groß gewählte Abstände zwischen den Nuten 12 denkbar. Der Hohlzylinder 10 weist an seinem Innenumfang ebenfalls neun Nuten 14 auf, die sich ähnlich den Nuten 12 ringförmig um den Innenumfang erstrecken. Diese Nuten 14 weisen ebenfalls einen halbkreisförmigen Querschnitt auf und sind so an dem Hohlzylinder 10 angeordnet, dass sie im zusammengebauten Zustand der Vorrichtung zusammen mit den Nuten 12 des Zylinderkörpers 2 je weils einen ringförmigen Kanal 16 mit einem kreisrunden Querschnitt bilden. Indem die Nuten 12 und 14 mit einer Form ausgestattet werden, die von der dargestellten Halbkreisform abweicht, können Kanälen 16 mit vielfältigen Querschnittsformen und eine entsprechende Vielfalt an Rotationskörpern gebildet werden.
• Der Hohlzylinder 10 weist einen schlitzförmige Durchbrechung 18 auf, die oberhalb der Mittelachse A des Zylinderkörpers 2 so angeordnet ist, dass sie die halbkreisförmigen Nuten 12 des Zylinderkörpers 2 freilegt. Diese Durchbrechung 18 bildet einen Einlass für eine pastöse Masse in die Kanäle 16 der Vorrichtung. Unterhalb der Mittelachse A des Zylinderkörpers 2 befindet sich eine weitere schlitzförmige Durchbrechung 20, welche ebenfalls alle Nuten 12 des Zylinderkörpers 2 freilegt. Die Durchbrechung 20 bildet einen Auslass für die aus der pastösen Masse fertig geformten rotationsellipsoiden Körpern aus den Kanälen 16 der Vorrichtung.
• Die Stege, die jeweils durch die Kontaktstellen benachbarter Nuten 12 gebildet werden, sind verzahnt ausgebildet. So werden benachbarte Nuten 12 über den gesamten Umfang des Zylinders 2 durch eine Aneinanderreihung von Schneidzähnen 22 getrennt, die als Sägezähne ausgebildet sind, wobei deren der Drehrichtung des Zylinderkörpers 2 zugewandte Zahnflanken radial zu dem Zylinderkörper 2 ausgerichtet sind und als eine Schneidkante zum Zerteilen der über die Durchbrechung 18 zugeführte pastöse Masse dienen und die diese Masse bei Eintritt in die Kanöle 16 portionieren.
• Als Mitnehmer, die die in den Kanälen 16 befindliche Masse bei einer Drehung des Zylinderkörpers 2 in eine Abrollbewegung versetzen, weisen sowohl die Mantelflächen der Nuten 12 als auch die Mantelflächen der Nuten 14 eine Vielzahl von Vorsprüngen 24 auf. Diese Vorsprünge 24 sind in den 3 und 4 anhand einer Draufsicht und einer Schnittan sicht einer Nut 14 des Hohlzylinders 10 dargestellt. Die Vorsprünge 24 sind quer zur Drehrichtung des Zylinderkörpers 2 ausgerichtet. Sie sind stegförmig und erstrecken sich nahezu über die gesamte halbkreisförmige Wölbung der Nuten 12 und 14. Dabei sind die Vorsprünge 24 parallel zueinander ausgerichtet und bilden über den gesamten Umfang der Nuten 12 und 14 verzahnte Oberflächen, mit denen ein Formschluss zwischen der pastösen Masse und den relativ zueinander bewegten Nuten 12 und 14 hergestellt wird.
• Zum Herstellen kugelförmiger Körper aus einer pastösen Masse wird diese Masse in die Durchbrechung 18 des Hohlzylinders 10 eingelegt. Dabei kann die Masse eine einstückige, undefinierte Form aufweisen, ist aber vorteilhaft so wurstförmig vorgeformt, dass von ihr alle von den Nuten 12 und 14 gebildeten Kanäle 16 bedeckt werden, um in einem Arbeitsgang die größtmögliche Anzahl kugelförmiger Körper herstellen zu können. Wird nun die Handkurbel 8 betätigt, d.h. in Richtung des größeren Umfangswinkels zu der Durchbrechung 20 gedreht, wird die pastöse Masse in die Kanäle 16 transportiert. Bei Eintritt in die Kanäle 16 zerteilen die zwischen diesen angeordneten Schneidzähne 22 die Masse dergestalt, dass die Masse in Portionen aufgeteilt wird, die jeweils zur Bildung eines Körpers benötigt werden. Durch Drehung des Zylinderkörpers 2 relativ zu dem drehfesten Hohlzylinder 10 wird die zerteilte Masse, unterstützt von den an den Nuten 12 und 14 angeordneten Vorsprüngen 24, die als Mitnehmer wirken, in eine Abrollbewegung versetzt. Die Abrollbewegung erzeugt im Zusammenwirken mit den kreisförmigen Querschnitten der Kanäle 16 aus der pastösen Masse kugelförmige Körper, die zwischen dem Zylinderkörper 2 und dem Hohlzylinder 10 so weit bewegt werden, bis sie an der Durchbrechung 20 als Kugeln aus der Vorrichtung fallen bzw. entnommen werden können.

2

Zylinderkörper

4

Welle

6

Aufnahmegestell

8

Handkurbel

10

Hohlzylinder

12

Nut

14

Nut

16

Kanal

18

Durchbrechung

20

Durchbrechung

22

Schneidzahn

24

Vorsprünge

A

Längsachse

Claims (11)

1. Vorrichtung zum Formen rotationssymmetrischer, insbesondere rotationsellipsoider Körper aus einer modellierbaren, pastösen Masse mit mindestens zwei relativ zueinander bewegbaren Form- und Führungsflächen (12, 14), sowie mit Mitteln (8) zum Bewegen dieser Flächen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Flächen (12, 14) mindestens einen Form- und Führungskanal (16) bilden.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Form- und Führungskanal (16) eine Querschnittsform aufweist, welche der Form einer Querschnittsfläche des Rotationskörpers in einer Ebene entspricht, in der die Rotationsachse des Rotationskörpers verläuft.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Fläche (12, 14) im Bereich des Führungskanals (16) nach innen gerichtete Vorsprünge (24) als Mitnehmer aufweist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (24) als quer zur Bewegungsrichtung ausgerichtete Stege ausgebildet sind.
6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Form- und Führungskanäle (16) nebeneinander angeordnet sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen benachbarten Form- und Führungskanälen (16) vorzugsweise gezahnte Schneidkanten (22) angeordnet sind.
8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Form- und Führungsfläche (12) von einer Umfangsfläche eines Zylinders (2) und die andere Form- und Führungsfläche (14) von einer Innenumfangsfläche eines Hohlzylinders (10) gebildet werden und wobei der Zylinder (2) konzentrisch in dem Hohlzylinder (10) angeordnet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlzylinder (10) eine Eingangsöffnung (18) und eine Ausgangsöffnung (20) aufweist und wobei die Eingangsöffnung (18) in einer Ebene oberhalb der horizontalen Mittelachse (A) des Hohlzylinders (10) angeordnet ist und die Ausgangsöffnung (20) in einer Ebene unterhalb der horizontalen Mittelachse (A) des Hohlzylinders (10) angeordnet ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangsöffnung (18) und die Ausgangsöffnung (20) um etwa 300–350° zueinander versetzt angeordnet sind.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zum Antrieb des Zylinders (2) eine Handkurbel (8) vorgesehen ist.