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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen von Scherbeneis
aus einer gefrierbaren Flüssigkeit,
insbesondere aus Wasser, mit einer die Flüssigkeit aufnehmenden Wanne,
einer an einer Halterung drehbar gelagerten, mittels einer Antriebseinrichtung
in Rotationsbewegung versetzbaren Gefrierwalze, die mit ihrer Umfangsmantelfläche bereichsweise
in die Flüssigkeit
eintaucht, einer Kühleinrichtung
für die
Gefrierwalze und einem an der Halterung angeordneten Eisschaber
zum Abschaben einer an der Umfangsmantelfläche gebildeten Eisschicht,
wobei der Eisschaber auf die Umfangsmantelfläche zu- und von dieser wegbewegbar
und mittels einer Klemmeinrichtung in unterschiedlichen Abständen zu
der Umfangsmantelfläche
an der Halterung festlegbar ist.
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Eine
derartige Vorrichtung ist aus
DE 102 21 523 A1 bekannt. Sie weist eine
Gefrierwalze auf, die an einer Halterung um eine horizontale Achse
verdrehbar angeordnet ist. Die Halterung hat zwei parallel zueinander
verlaufende Seitenwände,
an denen die Gefrierwalze gelagert ist. Zwischen den Seitenwänden ist
eine mit Wasser befüllte,
flüssigkeitsdichte
Wanne vorgesehen, in welche die Gefrierwalze mit einem unteren Teilbereich
eintaucht. Die Gefrierwalze ist als Verdampferwalze ausgestaltet,
die von einem Kältemittel
durchströmt
wird, das mit Hilfe einer Kühleinrichtung
in einem Kältemittelkreislauf
gefördert
wird. Oberhalb der Wasseroberfläche
ist benachbart zu der Umfangsmantelfläche der Gefrierwalze ein Eisschaber
an der Halterung angeordnet, der bei einer Rotationsbewegung der
Gefrierwalze die sich an der Umfangsmantelfläche bildende Eisschicht abschabt
und einem Sammelbehälter
zuführt. Der
Eisschaber ist verschiebbar an der Halterung angeordnet und zum
Einstellen des Abstands zu der Umfangsmantelfläche der Gefrierwalze auf die
Umfangsmantelfläche
zu- und von dieser wegbewegbar. Zum Festlegen des Eisschabers ist
an der Halterung eine Klemmeinrichtung vorgesehen, die mehrere Schrauben
aufweist, die Durchtrittsöffnungen
des Eisschabers durchsetzen und mit Gewindebohrungen der Halterung
verschraubt sind. Wenn die Spaltweite zwischen der Umfangsmantelfläche der
Gefrierwalze und dem Eisschaber etwa 0,2 mm bis 0,3 mm beträgt, kann
die an der Umfangsmantelfläche gebildete
Eisschicht mittels des Eisschabers so von der Gefrierwalze abgehoben werden,
dass das Scherbeneis es über
eine Rutsche in den Sammelbehälter
geleitet wird. In der Praxis hat sich jedoch herausgestellt, dass
sich die Schrauben lockern können, so
dass sich der Eisschaber dann von der Gefrierwalze weg verschiebt
und die Spaltweite zunimmt. Die Gefahr eines Verstellens der Spaltweite
ist vor allem bei Eisschabern gegeben, die mit einer Korrosionsschutzschicht
aus Teflon beschichtet sind, welche die Reibung zwischen dem Eisschaber
einerseits und der Halterung bzw. den Schrauben andererseits reduziert.
Ab einer Spaltweite von etwa 0,5 mm löst sich das Eis nicht mehr
sicher von Gefrierwalze ab sondern geht durch den Spalt hindurch,
wobei es sich ggf. erst nach mehreren Umdrehungen von der Gefrierwalze
ablöst.
Dabei kann sich eine relativ große Eismenge oberhalb des Eisschabers
ansammeln, die zu Funktionsstörungen
der Vorrichtung führen
kann.
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Es
besteht deshalb die Aufgabe, eine Vorrichtung der eingangs genannten
Art zu schaffen, die ein gleichmäßiges Abschaben
der Eisschicht von der Gefrierwalze ermöglicht.
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Diese
Aufgabe wird dadurch gelöst,
dass zum Einstellen des Abstands zwischen dem Eisschaber und der
Umfangsmantelfläche
der Gefrierwalze eine selbsthemmende Justiereinrichtung vorgesehen ist.
In vorteilhafter Weise wird dadurch während des Betriebs der Vorrichtung
ein selbständiges
Verstellen der Spaltweite vermieden. Somit kann die Eisschicht stets
mit einer für
ein gleichmäßiges Abschaben günstigen
Dicke von der Gefrierwalze abgelöst
und einem Sammelbehälter
zugeführt
werden.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist der Eisschaber hinsichtlich seiner Parallelität zu der
Umfangsmantelfläche
der Gerierwalze verstellbar, wobei an dem Eisschaber mindestens zwei
selbsthemmende Justiereinrichtungen angreifen, die in Richtung der
Rotationsachse der Gefrierwalze voneinander beabstandet sind. Der
Eisschaber kann dann an der Halterung genau parallel zu der Umfangsmantelfläche der
Gerierwalze positioniert werden.
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Vorteilhaft
ist, wenn die Justiereinrichtung mindestens eine Gewindespindel
aufweist, auf der eine Spindelmutter angeordnet ist. Dabei kann
die Gewindespindel eine handelsübliche
Schraube sein, beispielsweise einen Innensech kantschraube. Die Justiereinrichtung
ist dadurch kostengünstig
herstellbar. Ferner ermöglicht
die Gewindespindel eine exakte, stufenlose Einstellung der Spaltweite.
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Bei
einer zweckmäßigen Ausgestaltung
der Erfindung ist die Spindelmutter vorzugsweise einstückig mit
der Halterung ausgebildet, wobei die Gewindespindel an ihrem von
der Gefrierwalze entfernten Endbereich eine Angriffsstelle für ein Werkzeug
aufweist, und wobei der gegenüberliegende,
der Gefrierwalze zugewandte Endbereich der Gewindespindel gegen
eine an dem Eisschaber vorgesehene oder mit diesem verbundene Widerlagerstelle
abgestützt
ist. Der Eisschaber kann dann mit Hilfe eines Schraubendrehers oder
dergleichen Werkzeug auf einfache Weise in dem gewünschten
Abstand zur Umfangsmantelfläche
der Gerierwalze positioniert und an der Halterung fixiert werden.
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Vorteilhaft
ist, wenn die Widerlagerstelle an einem Abstützelement angeordnet ist, das
vorzugsweise über
einen Presssitz mit dem Eisschaber verbunden ist. Die Justiereinrichtung
lässt sich
dann besonders kostengünstig
herstellen.
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Bei
einer vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung ist auf der Gewindespindel eine Sicherungsmutter angeordnet,
mit der die Gewindespindel gegen die Halterung verspannbar ist.
Der Eisschaber ist dann noch besser gegen ein versehentliches Verstellen
der Spaltweite zwischen dem Eisschaber und der Umfangsmantelfläche Gefrierwalze
gesichert.
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Vorteilhaft
ist, wenn die Halterung eine Traverse aufweist, die sich etwa parallel
zur Gefrierwalze erstreckt und an ihren einander abgewandten Endbereichen
vorzugsweise mit Seitenwänden
verbunden ist, zwischen denen die Gefrierwalze angeordnet ist, und
wenn der Eisschaber an der Traverse vorgesehen ist. Dadurch ergibt
sich eine biegesteife Anordnung, die eine exakte Positionierung
des Eisschabers relativ zu der Gefrierwalze ermöglicht.
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Bei
einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Traverse
eine vorzugsweise plane Auflagefläche für den Eisschaber auf, wobei
in die Auflagefläche
eine Aufnahmevertiefung eingelassen ist, in die das Abstützelement
eingreift, und wobei die Gewindespindel unterhalb der Auflagefläche vorgesehen
ist. Die Justiereinrichtung kann dann vollständig unterhalb der oberseitigen
Oberfläche des
Eisschabers angeordnet sein, so dass das von der Gefrierwalze abgeschabte
Eis ungehindert über
diese Oberfläche
in einen Sammelbehälter
gleiten kann. Die Spindelmutter ist vorzugsweise als Gewindebohrung
ausgebildet, die eine Seitenbegrenzungswand der Aufnahmevertiefung
durchsetzt.
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Vorteilhaft
ist, wenn die Vorrichtung mindestens zwei in Richtung der Rotationsachse
der Gefrierwalze zueinander versetzte Eisschaber aufweist, und wenn
diese Eisschaber jeweils über
mindestens eine Klemmeinrichtung und eine selbsthemmende Justiereinrichtung
mit der Halterung verbunden sind. Es sind also mehrere Eisschaber
in Richtung der Rotationsachse hintereinander angeordnet, die bezüglich ihres
Abstands zu der Umfangsmantelfläche
der Gefrierwalze unabhängig
voneinander verstellbar sind. Dadurch kann auch bei einer Gefrierwalze,
deren Mantelfläche
von einer Zylinderform abweicht und in Längsrichtung etwas konvex und/oder
konkav gekrümmt
ist, mit geraden Eisschabern über
die gesamte Länge
der Gefrierwalze eine weitgehend konstante Spaltweite zwischen der
Gefrierwalze und den Eisschabern eingestellt werden. Eine derartige
Krümmung
der Mantelfläche
kann insbesondere bei einer als Verdampferwalze ausgebildeten Gefrierwalze durch
den an der Innenseite der Umfangswand der Verdampferwalze herrschenden Überdruck
eines Kältemittels
verursacht sein.
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Die
Klemmeinrichtung weist bevorzugt mit der Halterung verschraubte
Schrauben auf, die in dem Eisschaber vorgesehene, vorzugsweise als Langlöcher ausgestaltete
Durchtrittsöffnungen durchsetzen
und mit ihrem Schraubenkopf vorzugsweise über Rosetten mit dem Eisschaber
verspannbar sind. Die Schrauben ermöglichen in Kombination mit
der mindestens einen Justiereinrichtung eine besonders exakte Positionierung
des Eisschabers an der Gefrierwalze, die von den beim Abschaben
der Eisschicht auftretenden Scherkräften weitgehend unabhängig ist.
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Nachfolgend
ist ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine
Aufsicht auf Teile einer Vorrichtung zum Herstellen von Scherbeneis,
wobei die Teile in Vormontagestellung dargestellt sind (Explosionsdarstellung),
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2 einen
Querschnitt durch eine Vorrichtung zum Herstellen von Scherbeneis,
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3 einen
Teilquerschnitt durch die Vorrichtung entlang der in 1 mit
III bezeichneten Ebene,
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4 einen
Teilquerschnitt durch die Vorrichtung entlang der in 1 mit
IV bezeichneten Ebene, und
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5 eine
Aufsicht auf zwei an einer Traverse in einer Reihe hintereinander
angeordnete Eisabstreifer oder Eisschaber.
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Eine
Vorrichtung zum Herstellen von Scherbeneis aus einer gefrierbaren
Flüssigkeit,
insbesondere aus Wasser, hat eine Wanne zur Aufnahme der Flüssigkeit 1.
Die Wanne hat ein etwa U-förmiges
Basisteil 2, das zwischen zwei plattenförmigen Seitenwänden 3 angeordnet
ist, die flüssigkeitsdicht
an das Basisteil 2 angrenzen. Die Wanne ist integraler
Bestandteil einer Halterung, an der mittels Lagerteilen 4 eine
Gefrierwalze 5 um eine etwa horizontale Rotationsachse
drehbar gelagert ist. Wie in 1 erkennbar
ist, sind die Lagerteile 4 als Flanschlager ausgebildet,
die in Lageröffnungen 6 der
Seitenwände 3 eingesetzt
sind. Zwischen den Lagerteilen 4 und den Stirnseiten der
Gefrierwalze 5 ist jeweils eine Anlaufscheibe 7 angeordnet.
Zum Drehantreiben der Gefrierwalze 5 in der durch den Pfeil
Pf angegebenen Richtung ist an der Halterung eine Antriebseinrichtung 8 angeordnet,
die einen Antriebsmotor und ein Getriebe aufweist. Die Gefrierwalze 5 ist
derart in der Flüssigkeit 1 angeordnet,
dass sie mit einem unteren Teilbereich in die Flüssigkeit 1 eintaucht
und mit einem oberen Teilbereich aus dieser herausragt. Dabei gerät die Umfangsmantelfläche 9 der
Gefrierwalze 5 mit der Flüssigkeit 1 in Kontakt.
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Die
Gefrierwalze 5 ist in an sich bekannter Weise als Verdampferwalze
ausgebildet, die einen auf einer Verdampferwelle 10 angeordneten
Verdampferkern 11 aufweist, in dessen Außenumfangsfläche eine
spiralförmig
umlaufender Kältemittelkanal 12 eingelassen
ist. Dieser grenzt außenseitig
an ein hohlzylindrisches Mantelteil 13 an, das den Verdampferkern 11 ringförmig umschließt und an
seiner Innenmantelfläche
gegen den Außenumfang
des Verdampferkerns 11 abgedichtet ist.
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Der
Kältemittelkanal 12 wird
von einem Kältemittel
durchströmt,
das in einem in der Zeichnung nicht näher dargestellten Kältemittelkreislauf – jeweils
in Fließrichtung
des Kältemittels – von einem Kältemittel-Vorratsbehälter über ein
Expansinsventil zu dem Kältemittelkanal 12 und
von diesem über
einen Kompressor und einem diesem nachfolgenden Kondensator zurück zu dem
Kältemittelkanal 12 geführt ist.
Der Kältemittelkanal 12 ist
dazu mit seinem einen Ende über
einen durch die Verdampferwelle 10 hindurch geführten Zuführkanal 14 mit
einem an der Halterung vorgesehenen Kältemittelleingang 16 und über einen
ebenfalls durch die Verdampferwelle 10 verlaufenden Abführkanal 15 mit
einem Kältemittelausgang 17 verbunden.
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Wie
in 2 besonders gut erkennbar ist, sind an der Halterung
zwei Eisschaber 18 oder Messer derart an einer parallel
zu der Rotationsachse der Gefrierwalze 5 verlaufenden Traverse 19 angeordnet,
dass eine sich an der Umfangsmantelfläche 9 der Gefrierwalze 5 bildende
Eisschicht bei der Rotationsbewegung der Gefrierwalze 5 an
den Eisschabern 18 von der der Gefrierwalze 5 abgeschabt
wird. Das abgeschabte Eis gleitet über die im Wesentlichen ebene,
als Rutsche ausgebildeten Oberseiten der Eisschaber 18 schräg nach unten
und fällt
dann in einen in der Zeichnung nicht näher dargestellten Sammelbehälter. Die
Eisschaber 18 sind mit einer in der Zeichnung nicht näher dargestellten
Teflonschicht beschichtet, die als Korrosionsschutz dient. Die Traverse 19 ist
an den Seitenwänden 3 befestigt.
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Zum
Einstellen der Spaltweite eines zwischen den Eisschabern 18 und
der Umfangsmantelfläche 9 vorgesehenen
Spalts 20, sind die Eisschaber 18 jeweils auf
die Umfangsmantelfläche
zu- und von dieser wegverschiebbar mit der Halterung verbunden.
Wie in 3 und 4 erkennbar ist, liegen die
Eisschaber 18 jeweils mit ihrer Unterseite plan auf der
oberseitig an der Traverse 19 vorgesehenen Auflagefläche 21 auf
und sind auf dieser verschiebbar. Mittels Klemmeinrichtungen 22 sind
die Eisschaber in unterschiedlichen Abständen zu der Umfangsmantelfläche 9 an
der Halterung festlegbar. Die Klemmeinrichtungen 22 sind
in einer etwa parallel zu der Rotationsachse der Gefrierwalze 5 verlaufenden
Reihe nebeneinander angeordnet und seitlich voneinander beabstandet.
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In 5 ist
erkennbar, dass die Klemmeinrichtungen 22 in dem Eisschaber 18 jeweils
ein Langloch 23 aufweisen, das mit seiner Längserstreckung quer
zu der Rotationsachse der Gefrierwalze 5 orientiert ist.
Das Langloch 23 wird von einer Schraube 24 durchsetzt,
die mit der Traverse 19 verschraubt ist. Der Schraubenkopf
der Schraube 24 ist über
eine Rosette 25 mit dem Eisschaber 18 verspannbar.
Dabei ist der Eisschaber 18 zwischen der Rosette 25 und
der Traverse 19 eingeklemmt. Die Rosette 25 ist derart
in eine an der Oberseite des Eisschabers 18 eingelassenen
Vertiefung angeordnet, dass die Oberfläche der Rosette 25 mit
der Oberfläche
des Eisschabers 18 fluchtet oder diese fortsetzt.
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Zum
Einstellen der Abstände
zwischen den Eisschabern 18 und der Gefrierwalze 5 und
zum Einstellen der Parallelität
der Eisschaber 18 in Bezug zu der Rotationsachse der Gefrierwalze 5 sind
für jeden Eisschaber 18 jeweils
zwei selbsthemmende Justiereinrichtungen 26 vorgesehen,
die in Richtung der Rotationsachse der Gefrierwalze 5 voneinander
beabstandet sind.
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Jede
Justiereinrichtung 26 weist jeweils eine Gewindespindel 27 auf,
die sich quer zu der Rotationsachse der Gefrierwalze 5 erstreckt.
Auf der Gewindespindel 27 ist eine Spindelmutter angeordnet, die
einstückig
mit der Traverse 19 ausgebildet und durch eine in der Traverse 19 vorgesehene
Gewindebohrung gebildet ist.
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Die
Gewindespindel 27 hat an ihrem von der Gefrierwalze 5 entfernten
Endbereich eine Angriffsstelle für
ein Werkzeug, wie z.B. einen Innensechskant. Der der Gefrierwalze 5 zugewandte
Endbereich der Gewindespindel 27 ist gegen eine Widerlagerstelle
abgestützt
ist, die an einem Abstützelement 28 angeordnet
ist, das mit dem Eisschabern 18 formschlüssig verbunden
ist. Das Abstützelement 28 ist einstückig mit
einem Bolzen 29 verbunden, der in eine Öffnung des Eisschabers 18 eingepresst
ist. Auf der Gewindespindel 27 kann eine Sicherungsmutter 31 angeordnet
sein, die gegen die Halterung verspannt ist.
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In
die Auflagefläche 21 der
Traverse 19 ist eine Aufnahmevertiefung 30 eingelassen,
in die das Abstützelement 28 eingreift.
Die Gewindespindel 27 ist unterhalb der Auflagefläche 21 vorgesehen
und durchsetzt eine Seitenbegrenzungswand der Aufnahmevertiefung 30.
Die Justiereinrichtung 26 ist also vollständig unterhalb
der oberseitigen Oberfläche
des Eisschabers 18 angeordnet. Somit kann das abgeschabte
Eis ungehindert über
den Eisschaber 18 in den Sammelbehälter gleiten.