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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Formen rotationssymmetrischer,
insbesondere rotationsellipsoider Körper als Rotations Körper aus
einer modellierbaren pastösen
Masse.
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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 Lebensmittel- und Süßwarenindustrie Maschinen verwendet,
die für
eine Massenproduktion ausgelegt sind.
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So
beschreibt beispielsweise
DE
698 11 601 T2 eine Vorrichtung zum Herstellen eines im
Wesentlichen sphärischen
Teigkörpers,
bei welcher ein Teigstück
auf einem ebenen Förderband
translatorisch durch einen Formkanal bewegt wird. Dieser Formkanal
wird von zwei einander gegenüberliegenden Formbändern gebildet,
die in entgegengesetzter Richtung bewegt werden und so dem in Rotation
versetzten Teigstück
eine sphärische
Form geben. Nachteilig an dieser Vorrichtung ist deren großer maschineller
Aufwand sowie der große
Platzbedarf.
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In
DE 32 17 694 C2 wird
eine Einrichtung zum Formen von weichem Nahrungsmittelmaterial zur
Kugelform beschrieben, die ebenfalls zur Massenproduktion vorgesehen
ist. Diese Einrichtung weist zwei Raupenbänder mit mehreren Querteilen auf,
wobei die Raupenbänder
symmetrisch zu einer Formungsstrecke angeordnet sind. Die Raupenbänder und
die Querteile sind so angeordnet, dass sich die Querteile bei Be wegung
der Raupenbänder
miteinander vereinigen und wieder voneinander trennen, wobei die
Querteile bei Ihrer Vereinigung zylindrische Formungskammern bilden.
Darüber
hinaus ist eine Einrichtung zum Hin- und Herbewegen der beiden Raupenbänder in
entgegensetzten Richtungen zueinander und senkrecht zur Längsausdehnung
der Raupenbänder
vorgesehen, sodass dadurch die inneren Wände der Formungskammern in
entgegengesetzten Richtungen zueinander hin- und herbewegt werden,
wodurch das Nahrungsmittelmaterial zur Kugelform geformt wird.
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Aus
DE 9,58 012 B ist
eine Wirkmaschine zum Kneten von Teig bekannt, bei welcher drei
ebene und relativ zueinander bewegbare Wirkflächen zum Formen eines Teigballens
vorgesehen sind. Dabei sind die Wirkflächen so angeordnet, dass ein
von ihnen gebildeter Kanal einen im Wesentlichen dreieckigen Querschnitt
aufweist. Das Formen von rotationsellipsoiden Teigstücken ist
mit dieser Wirkmaschine nicht möglich.
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DE 1 70 430 A (D3) offenbart
eine Maschine zum Kneten und Formen von Teigstücken, wobei ein ringförmiger Kanal
vorgesehen ist, durch welchen ein Teigstück gewalzt wird. In einem ersten
Abschnitt des Ringkanals, der einen im Verhältnis zu dem Teigstück geringeren
Querschnitt aufweist, wird der Teig geknetet und verdichtet und
in einem zweiten Abschnitt mit größerem Querschnitt in eine runde
Form gebracht. Dabei besteht allerdings nicht die Möglichkeit, reproduzierbar
ellipsoide Körper
aus dem Teig zu formen.
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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.
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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.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den im Anspruch 1 angegebenen
Merkmalen gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprüchen.
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Die
vorliegende Erfindung schafft eine Vorrichtung zum Formen rotationssymmetrischer,
insbesondere rotationsellipsoider Körper als Rotationskörper aus
einer modellierbaren, pastösen
Masse, die mindestens zwei relativ zueinander bewegbare Form- und
Führungsflächen als
einzelne Nuten, welche mindestens einen Form- und Führungskanal
bilden sowie Mittel zum Bewegen dieser Flächen aufweist. Zumindest eine
dieser Form- und Führungsflächen weist
als Mitnehmer für
die Masse zur Erzeugung einer Abrollbewegung nach innen in den Form- und
Führungskanal
gerichtete Vorsprünge
auf. 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.
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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.
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Der
von den Form- und Führungsflächen gebildete
mindestens eine Führungskanal
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.
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Zumindest
eine Fläche
im Bereich des Führungskanals
weist Vorsprünge
auf, 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, übertragen
dabei ähnlich
einem Zahnradgetriebe auch formschlüssig die Bewegung dieser Flächen auf
die pastöse
Masse, die hierdurch in eine Abrollbewegung versetzt wird.
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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 Führungs kanal 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.
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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.
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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.
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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.
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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 raumsparende
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.
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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.
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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.
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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.
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Die
Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es
zeigen:
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1 einen
Längsschnitt
durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung,
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2 eine
Vorderansicht der Vorrichtung gemäß 1,
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3 eine
Draufsicht auf eine Form- und Führungsbahn
und
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4 einen Schnitt der Form- und Führungsbahn
entlang der Linie IV-IV in 3.
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1 zeigt
einen Zylinder/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.
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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.
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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 weis 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 Kanäle 16 mit
vielfältigen
Querschnittsformen und eine entsprechende Vielfalt an Rotationskörpern gebildet
werden.
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Der
Hohlzylinder 10 weist eine 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.
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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 Zylinderkörpers 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 Kanäle 16 portionieren.
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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.
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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.
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- 2
- Zylinderkörper, Zylinder
- 4
- Welle
- 6
- Aufnahmegestell
- 8
- Handkurbel,
Mittel zum Bewegen des Form- und Führungsflächen
- 10
- Hohlzylinder
- 12
- Nut
- 14
- Nut
- 16
- Kanal,
Form- und Führungskanal
- 18
- Durchbrechung,
Eingangsöffnung
- 20
- Durchbrechung,
Ausgangsöffnung
- 22
- Schneidzahn,
Schneidkante
- 24
- Vorsprünge
- A
- Längsachse,
Mittelachse