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Gegenstand der Erfindung
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Extrudieren von Nahrungsteig gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Stand der Technik
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Eine Vorrichtung zum Extrudieren von Nahrungsteig zum Überziehen eines Füllmaterials umfasst in konzentrischer Anordnung einen äußeren Zylinder und einen inneren Zylinder. Ein Füllmaterial wie beispielsweise eine Masse aus Bohnen wird dem inneren Zylinderteil zugeführt. Ein Überzugsmaterial zum Ummanteln des Füllmaterials wird in einen ringförmigen Raum konzentrisch zwischen dem äußeren Zylinder und dem inneren Zylinder zugeführt. Das Füllmaterial wird von einer inneren Düse extrudiert. Simultan wird das Überzugsmaterial extrudiert von einem engen ringförmigen Düsenbereich zwischen der inneren und der äußeren Düse, so dass kontinuierlich ein mehrschichtiger oder stabförmiger Nahrungsteig gebildet wird.
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Da der Nahrungsteig, der in einen ringförmigen Raum zugeführt wird, durch einen zunehmend engeren ringförmigen Düsenbereich extrudiert wird, muss der Nahrungsteig für die Zuführung unter Druck gesetzt werden. Besitzt der Nahrungsteig kleine Klumpen oder Materialien von unterschiedlichen Eigenschaften oder besitzt er nicht eine uniforme Struktur insgesamt, so ist es möglich, dass er nicht stabil extrudiert werden kann.
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Nach dem Stand der Technik wird zur Lösung dieses Problems ein Rührstab oder eine Rührfeder installiert und im ringförmigen Raum zwischen dem äußeren Zylinder und dem inneren Zylinder rotiert oder hin und her bewegt, um den Nahrungsteig darin zu verflüssigen. Doch der Stand der Technik kann nicht hinreichend das Eindringen von Nahrungsteig in die Dichtung lösen, welche zwischen einem rotierenden oder schwingenden Körper mit einem Rührstab oder einer Rührfeder und einem oberen äußeren Zylinder oder einem unteren äußeren Zylinder, wie beispielsweise einer äußeren Düse, angeordnet ist.
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Zudem wirken verschiedene Kräfte und Spannungen auf einen rotierenden Körper mit Rührstäben oder Rührfedern. Der Nahrungsteig dringt in die Dichtung und das Lager, welches den rotierenden Körper und einen Antrieb trägt, welcher den rotieren Körper antreibt. Der Nahrungsteig, welcher in das Lager und den Antrieb hineindringt, erhöht wesentlich die Reibungskräfte und damit die Reibungswärme. Dadurch wird die Rotation der angetriebenen Teile des rotierenden Körpers beeinträchtigt.
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Eine Vorrichtung zum Extrudieren von Nahrungsteig mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 ist aus der Druckschrift
DE 199 36 829 A1 bekannt. Diese Vorrichtung umfasst eine Düsenanordnung mit einer inneren Düse und einer gegenüber der inneren Düse achsversetzt angeordneten äußeren Düse. Die Düsenanordnung ist um die Achse der inneren Düse drehbar.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die Erfindung ist definiert durch die Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
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Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Erfindungsgemäß wird eine Vorrichtung zum Extrudieren von Nahrungsteig vorgeschlagen, mit einem rotierenden Körper, der zwischen einem oberen äußeren Zylinder und einem unteren äußeren Zylinder angeordnet ist, mit einem Dichtungsabschnitt zwischen dem rotierenden Körper und dem oberen und unteren Zylinder, mit einem Lagerabschnitt, welcher den rotierenden Körper trägt, einen Lagerraumabschnitt, der zwischen dem Dichtungsabschnitt und dem Lagerabschnitt angeordnet ist und dazu dient, Nahrungsteig temporär zu lagern.
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Es kann ein Rührstab oder eine Rührfeder vorgesehen sein, die rotierend oder schwingend in einem ringförmigen Raumabschnitt zwischen dem äußeren Zylinder und dem inneren Zylinder angeordnet ist, um darin den Nahrungsteig zu verflüssigen. Zudem ist ein temporärer Lagerraum für Nahrungsteig vorgesehen, welcher die Dichtung durchdringt und dieser Raum ist angeordnet zwischen dem Lager und der Dichtung. Die Konstruktion der Vorrichtung ist so ausgebildet, dass sie leicht und schnell auseinander genommen und wieder zusammengesetzt werden kann.
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Weiter ist die Struktur der Dichtung so verbessert, dass das Durchdringen von Nahrungsteig kontrollierbar ist. Um das Entfernen von Nahrungsteig zu erleichtern, welcher die Dichtung durchdringt, ist die Struktur der Vorrichtung so verbessert, dass sie von einer Richtung her in einfacher Weise auseinander genommen und zusammengesetzt werden kann.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die 1 zeigt eine teilweise geschnittene Ansicht (Schnitt entlang der Linie C-C der 2) einer Vorrichtung zum Extrudieren von Nahrungsteig gemäß der Erfindung,
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2 zeigt einen Schnitt einer Ausführung der Vorrichtung zum Extrudieren von Nahrungsteig gemäß der Erfindung entlang der Linie A-A der 1,
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3 zeigt einen Schnitt einer Ausführung der Vorrichtung zum Extrudieren von Nahrungsmaterial gemäß der Erfindung entlang der Linie B-B der 1,
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4 zeigt schematisch eine gestufte Anordnung M einer Ausführung gemäß der Erfindung,
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5 zeigt in vergrößerter Darstellung einen Schnitt durch Dichtungselemente 8-1, 8-2,
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6 zeigt eine perspektivische Ansicht eines unteren Dichtungselementes 8-2,
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7 zeigt eine Teilansicht eines Teils des oberen Dichtungselements 8-1,
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8 zeigt einen Abschnitt eines Teils des oberen Dichtungselements 8-2,
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9 zeigt einen Abschnitt eines Teils gemäß einer anderen erfindungsgemäßen Ausführung der Dichtung,
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10 zeigt eine Ansicht eines rotierenden Körpers 5 gemäß der Erfindung,
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11 zeigt einen schnitt (F-F gemäß 10) eines rotierenden Körpers 5 gemäß einer Ausführung der Erfindung,
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12 zeigt einen Schnitt entlang der Linie E-E der 5 zur schematischen Illustration des Zusammenbaus und des Ausbaus des rotierenden Elementes 5-2 und des Antriebs 5-3,
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13 zeigt die relative Lage zwischen dem oberen äußeren Zylinder 2-1 (gezeigt mit gestrichelten Linien), eine Befestigungsvorrichtung 12 zum Befestigen des oberen äußeren Zylinders 2-1 in den oberen Bereich 10-2 des Grundkörpers 10 und einen oberen Grundkörperteil 10-2 (der obere Teil des Grundkörpers 10),
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14 zeigt eine schematische Ansicht zur Illustration des Zusammenbaus und des Ausbaus des oberen äußeren Zylinders 2-1, den unteren Grundkörper 10-2 und eine Befestigungsvorrichtung 12,
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15 zeigt einen Schnitt entlang der Linie D-D der 2 einer Anordnung mit dem äußeren Zylinder 2 und dem inneren Zylinder 3,
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16 zeigt schematisch einen Schnitt durch eine Variante der Vorrichtung gemäß der Erfindung.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- zeigt eine Vorrichtung zum Extrudieren von Nahrungsteig.
- 2
- zeigt einen äußeren Zylinder.
- 2-1
- zeigt einen oberen äußeren Zylinder.
- 3
- zeigt einen inneren Zylinder.
- 3-2
- zeigt eine innere Düse.
- 4
- zeigt einen ringförmigen Raumabschnitt.
- 5
- zeigt einen rotierenden Körper.
- 5-1
- zeigt ein Rührelement.
- 5-2
- zeigt ein rotierendes Element.
- 5-3
- zeigt einen rotierenden Teil.
- 6
- zeigt eine äußere Düse.
- 8
- zeigt ein Dichtungselement.
- 9
- zeigt einen Lagerabschnitt.
- 10
- zeigt einen Grundkörper.
- 11
- zeigt eine Öffnung zum Zuführen von Nahrungsteig.
- 12
- zeigt eine Befestigungsvorrichtung an einem oberen äußeren Zylinder.
- 13
- zeigt ein Antriebsgetriebe.
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Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
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Das aus Nahrungsteig bestehende Überzugsmaterial wird vom engen ringförmigen Raum zwischen der äußeren und der inneren Düse extrudiert. Deshalb muss das Überzugsmaterial in einem bestimmten Maß zusammengedrückt werden. Dadurch wird die Dichte des Überzugsmaterials inhomogen und unstabil. Enthält das Überzugsmaterial auch schmale Klumpen oder Materialien mit unterschiedlichen Eigenschaften, so kann das Überzugsmaterial im engen ringförmigen Raum blockiert werden und kann nicht stabil extrudiert werden.
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Die rotierenden oder schwingenden Stäbe im engen ringförmigen Raum rühren und verflüssigen den Nahrungsteig, welcher hindurchtritt. Diese Verflüssigung bremst den Nahrungsteig, der im engen Raum zusammengedrückt wurde und ermöglicht es, dass dieser stabil durch die innenseitig konische Düse extrudiert werden kann.
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Der Nahrungsteig dringt jedoch vom unter Druck stehenden ringförmigen Raumteil durch den Dichtungsabschnitt zu den Lagerelementen, welche das rotierende Element tragen, und beeinträchtigt eine stabile Drehung des rotierenden Elementes. Um dieses Problem zu lösen, wird erfindungsgemäß ein temporärer Lagerraumabschnitt für den Nahrungsteig vorgesehen, welcher die Dichtungselemente durchdringt und der zwischen den Lagerelementen und den Dichtungselementen angeordnet ist. Da der Druck im temporären Lagerraumabschnitt kleiner gehalten werden kann als in den anderen Abschnitten, kann das Durchdringen von Nahrungsteig durch die Dichtungselemente zu den Lagerelementen verhindert werden.
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Entsprechend kann gemäß der Erfindung Nahrungsteig ohne Pulsation extrudiert werden. Zudem fluktuiert das Gewicht pro Nahrungsprodukt nicht. Irgendwelche Fluktuationen des Gewichts pro Nahrungsprodukt können damit unterdrückt werden. Zudem können die stabilen Konditionen für die Extrusion oder für den Überzug für eine lange Zeit dauernd aufrecht erhalten werden.
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Um gemäß der Erfindung einen unteren Zylinder, ein rotierendes Element und einen oberen Zylinder in der Grundplatte der Vorrichtung zu integrieren, umfasst die Vorrichtung eine gestufte Anordnung, die einen stufenförmigen Abschnitt besitzt, der im unteren Bereich der Grundplatte angeordnet ist, mit einem stufenförmigen Abschnitt in einem Antriebselement, zur Befestigung des rotierenden Elementes und mit einem stufenförmigen Abschnitt, der im oberen Bereich der Grundplatte angeordnet ist, um den oberen äußeren Zylinder zu befestigen. Zudem sind der untere Zylinder, der ein Beispiel für eine äußere Düse ist, das rotierende Element mit den Rührelementen und der obere äußere Zylinder in dieser Reihenfolge überlagert. Dadurch ist es möglich, in einer Richtung aus- und wieder einzubauen.
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Es ist vorgesehen, dass die Dichtungsabschnitte eine geringe Toleranz oder einen Zwischenraum zwischen dem rotierenden Element und dem oberen äußeren Zylinder und zwischen dem rotierenden Element und dem unteren äußeren Zylinder aufweisen. Beide Dichtungsoberflächen der Dichtungsabschnitte mit der kleinen Toleranz dazwischen bleiben relativ zueinander. Eine oder mehrere schneckenförmige oder spiralförmige Rillen sind auf einer oder beiden Dichtungsflächen angeordnet, um Nahrungsteig zurück zu drängen, der zwischen die Dichtungsflächen eingedrungen ist.
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Da sich die Dichtungsflächen nicht direkt kontaktieren, da eine kleine Toleranz zwischen ihnen besteht, kann die Erzeugung von Wärme auf einem tiefen Niveau gehalten werden. Die zurückdrängende Kraft wirkt auf den Nahrungsteig durch eine oder mehrere schneckenförmige oder spiralförmige Rillen, die wie rechtshändige und linkshändige Gewinde ausgebildet sind und die auf einer Dichtungsfläche angeordnet sind. Ist die zurückdrängende Kraft gleich der hineindrängenden Kraft des Nahrungsteigs, kann das Eindringen von Nahrungsteig in einem ausgeglichenen Bereich gestoppt werden. Zudem kann die elastische Dichtungsfläche mit den schneckenförmigen oder spiralförmigen Rillen die Weite der Toleranz kontrollieren.
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Die 1 zeigt eine teilweise geschnittene ebene Ansicht (Schnitt C-C in 2) einer Vorrichtung zum Extrudieren von Nahrungsteig gemäß einer Ausführung der Erfindung. In der 1 sind eine Vorrichtung 1 zum Extrudieren von Nahrungsteig, ein äußerer Zylinder 2, eine Mutter 2-3 zur Befestigung eines äußeren Zylinders 2 in einem inneren Zylinder 3, ein oberer innerer Zylinder 3-1, ein ringförmiger Raumabschnitt 4, ein Rührstab 5-1, ein rotierendes Element 5-2, ein angetriebenes Zahnrad 5-3, ein Grundelement 10, eine Öffnung 11-1 für Überzugsmaterialien, eine Öffnung 11-2 für Füllmaterialien und ein Antriebsgetriebe 13 gezeigt.
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Die 2 zeigt einen Schnitt durch eine Ausführung der Vorrichtung zum Extrudieren von Nahrungsmaterial gemäß der Erfindung entsprechend dem Schnitt A-A der 1. Eine Vorrichtung 1 zum Extrudieren von Nahrungsteig besitzt einen äußeren Zylinder 2 und einen inneren Zylinder 3, die konzentrisch angeordnet sind. In der 2 sind ein oberer äußerer Zylinder 2-1 und eine Mutter 2-3 zur Befestigung des oberen äußeren Zylinders 2-1 im inneren Zylinder 3 gezeigt. Ein ringförmiger Raumabschnitt 4 wird zwischen einem äußeren Zylinder 2 und einem inneren Zylinder 3 gebildet. Ebenfalls sind in 2 ein rotierender Körper 5 mit Rührelementen 5-1, ein rotierendes Element 5-2 und ein angetriebenes Zahnrad 5-3 gezeigt.
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Ein äußerer Düsenteil, der einem unteren äußeren Zylinder entspricht, ist an einem unteren Teil eines oberen äußeren Zylinders 2-1 befestigt. Der obere Teil des inneren Zylinders 3 ist ein oberer innerer Zylinder 3-1. Ein innerer Düsenteil 3-2 ist in einem unteren Teil des oberen inneren Zylinders 3-1 eingeschraubt. Ein erstes Öffnungsteil 3-3 ist im inneren Zylinder 3 vorgesehen, um mit Füllmaterial gefüllt zu werden. Ein zweites Öffnungsteil 3-4 ist im inneren Zylinder 3 vorgesehen, um mit Überzugsmaterial versehen zu werden.
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Zudem sind in 2 Lagerelemente 7-1, 7-2, Dichtungselemente 7-3, 7-4 für Lagerelemente 7-1, 7-2 und das tragende rotierende Element 5-2 gezeigt. Das rotierende Element 5-2 und die als Rührstäbe ausgebildeten Rührelemente 5-1 sind zwischen dem oberen äußeren Zylinder 2-1 und dem äußeren Düsenteil über obere Dichtelemente 8-1 und einem unteren Dichtelement 8-2 angeordnet.
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Das rotierende Element 5-2 zum Rühren ist in ein Zahnrad 5-3 eingebaut. Sie können auseinander genommen und wieder zusammengesetzt werden. Ein Düsenkörper 6-2 des äußeren Düsenelementes ist in einem Befestigungsteil 6-1 des äußeren Düsenteils eingeschraubt. Ein temporärer Lagerraumabschnitt 9 lagert temporär Nahrungsteig, welcher die Dichtungselemente 8-1 und 8-2 durchdrungen hat. Der Lagerraumabschnitt 9 umfasst einen oberen Lagerraumabschnitt 9-1 und einen unteren Lagerraumabschnitt 9-2. Beide Lagerraumabschnitte 9-1 und 9-2 sind mit Durchgangsöffnungen 5-7 miteinander verbunden, wie dies in 10 illustriert ist. Ein Grundelement 10 umfasst ein unteres Grundelement 10-1 und ein oberes Grundelement 10-2. Eine erste Öffnung 11-1 für Überzugsmaterial ist mit einem zweiten Öffnungsteil 3-4 des inneren Zylinders 3 verbunden. Eine zweite Öffnung 11-2 für Füllmaterial ist mit einem ersten Öffnungsteil 3-3 des inneren Zylinders 3 verbunden.
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Die 3 zeigt einen Querschnitt einer Ausführung der Vorrichtung zum Extrudieren von Nahrungsmaterial gemäß der Erfindung entsprechend Querschnitt B-B der 1. Ein Antriebsgetriebe 13 ist mit einem angetriebenen Zahnrad 5-3 in Eingriff.
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Die 4 zeigt eine schematische Ansicht einer gestuften Anordnung M einer Ausführung gemäß der Erfindung. Die gestufte Anordnung M ist illustriert mit dicken Linien M1, M2 und M3. Ein erster Stufenabschnitt M1 zum Einsetzen der äußeren Düse 6 in den gestuften Abschnitt des unteren Grundelementes 10-1, ein zweiter Stufenabschnitt M2 zum Einsetzen des rotierenden Elementes 5-2 in den gestuften Abschnitt des angetriebenen Zahnrads 5-3 und ein dritter Stufenabschnitt M-3 zum Einsetzen des oberen äußeren Zylinders 2-1 in den gestuften Abschnitt des oberen Grundelementes 10-2 sind in 4 gezeigt. Wird der innere Zylinder 3 vorher in den oberen äußeren Zylinder 2-1 eingebaut, so werden die Zylinder 3, 2-1 zusammen in das Grundelement 10 eingebaut und zusammen vom Grundelement 10 ausgebaut. Die Zylinder 3 und 2-1 können voneinander getrennt werden.
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Das äußere Düsenteil wird in den ersten Stufenabschnitt M1 des unteren Grundelementes 10-1 eingesetzt. Das rotierende Element 5-2 wird in den zweiten Stufenabschnitt M2 des angetriebenen Zahnrads 5-3 eingesetzt. Der obere äußere Zylinder 2-1 wird in den dritten Stufenabschnitt M3 des oberen Grundelementes 10-2 eingesetzt. Es ist deshalb leicht und einfach, zum Extrudieren von Nahrungsteig die Vorrichtung 1 zusammen zu bauen, und zwar nacheinander vom Boden aus und stufenweise von oben auseinander zu nehmen, was durch die gestufte Anordnung M ermöglicht wird.
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Es ist deshalb einfach, die Vorrichtung 1 zum Extrudieren von Nahrungsteig auseinander zu nehmen und wieder zusammen zu setzen. Es ist zudem einfach, die Vorrichtung innen zu reinigen oder sonst wie zu behandeln.
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Die 5 zeigt im Schnitt einen vergrößerten Bereich für die Anordnung der Dichtungselemente 8-1 und 8-2. Ein oberes Dichtungselement 8-1 ist zwischen einem unteren Teil des oberen äußeren Zylinders 2-1 und einem oberen Teil des rotierenden Elementes 5-2 angeordnet. Ein unteres Dichtungselement 8-2 ist zwischen einem unteren Teil des rotierenden Elementes 5-2 und einem oberen Teil des eingesetzten Teils 6-1 des äußeren Düsenteils angeordnet.
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Die 6 zeigt eine perspektivische Ansicht eines unteren Dichtungselementes 8-2. Eine perspektivische Ansicht des oberen Dichtungselementes 8-1 ist weggelassen, da es ähnlich ausgebildet ist wie das untere Dichtungselement 8-2. Polyurethan wird als eines der Materialien für die Dichtungselemente 8-1 und 8-2 gewählt. Die Materialien für die Dichtungselemente 8-1 und 8-2 können aus hochmolekularem Polyäthylen, hochdichtem Polyethylen, Polyazetal oder Ethylentetrafluorid usw. bestehen.
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Die Materialien für Teile, die mit Nahrungsteig in Kontakt sind, sollten so wenig wie möglich an diesem haften.
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Die 7 zeigt abschnittweise einen Teil des oberen Dichtungselementes 8-1. Rotiert das rotierende Element 5-2 in Linksrichtung, so ist seine Rille wie ein Rechtsgewinde gebildet. Der Radius und die Tiefe der Rille betragen jeweils 0,8 mm. Die Ganghöhe zwischen den Rillen beträgt 3 mm. Das Dichtungselement ist 1,9 mm dick. Der äußere Durchmesser von diesem beträgt 120,2 mm. Der Innendurchmesser davon beträgt 116,6 mm. Die Weite davon ist 14,5 mm. Unter Benutzung der Elastizität wird das Dichtungselement in eine Lagernut eingesetzt, deren Innendurchmesser 120,0 mm beträgt und die an der inneren Seite des unteren Teils des oberen äußeren Zylinders 2-1 angeordnet ist. In diesem Fall ist der Innendurchmesser des Dichtungselementes etwa 116,2 mm. Da der Außendurchmesser des Dichtungsteils des rotierenden Elementes zum Bewegen 116,0 mm beträgt, ist die Toleranz zwischen dem Dichtungsteil des Rührelementes 5-1 und dem Innendurchmesser des eingesetzten oberen Dichtungselementes 8-1 etwa 0,1 mm auf einer Seite. Es ist auch möglich, mehrere Rillen parallel anzuordnen.
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Die 8 zeigt einen Abschnitt des unteren Dichtungselementes 8-2. Wenn das rotierende Element 5-2 linksherum rotiert, so bilden seine Rillen ein Linksgewinde. Der Radius und die Tiefe der Rille betragen jeweils 0,8 mm. Der Gewindegang zwischen den Rillen beträgt 3 mm. Die Dicke des Dichtungselementes beträgt 1,2 mm. Der Außendurchmesser des Dichtungselementes beträgt 108,2 mm. Der Innendurchmesser des Dichtungselementes beträgt 104,4 mm. Die Weite des Dichtungselementes beträgt 16,5 mm. Unter Verwendung einer Elastizität wird das Dichtungselement in eine Lagernut eingesetzt, deren Innendurchmesser 120,0 mm beträgt und die an der Innenseite des unteren Teils des oberen äußeren Zylinders 2-1 angeordnet ist. In diesem Fall ist der Innendurchmesser des Dichtungselementes etwa 116,2 mm. Beträgt der Außendurchmesser des Dichtungsteils des rotierenden Elementes zum Rühren 116,0 mm, so beträgt die Toleranz zwischen dem Dichtungsteil des Rührelementes 5-1 und dem Innendurchmesser des eingesetzten unteren Dichtungselementes 8-2 etwa 0,1 mm auf der einen Seite. Es ist auch möglich, mehrere Rillen parallel zueinander anzuordnen.
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Wird die Vorrichtung mit einer Drehzahl des rotierenden Elementes von 150 rpm oder 100 rpm betrieben, so kann das Eindringen von Nahrungsteig bei etwa einem Drittel oder weniger der Tiefe der Dichtungselemente gestoppt werden.
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Da der Nahrungsteig, welcher in die Toleranz und die Rille der Dichtungselemente eindringt, viskoelastisch und zusammenhängend ist, wird er durch die Rotation der Rille des Dichtungselementes, welches in das rotierende Element 5-2 eingesetzt ist, zurückgedrängt. Wenn diese zurückwirkende Kraft und die eindringende Kraft des Nahrungsteigs ausgeglichen sind, kann das Eindringen von Nahrungsteig in der ausgeglichenen Stelle gestoppt werden. Die Materialien für den Dichtungsbereich des rotierenden Elementes, der äußeren Düse 6 usw. haften vorzugsweise weniger am Nahrungsteig.
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Die 9 zeigt einen Abschnitt des Dichtungsbereichs einer anderen Ausführung der Erfindung. Die Dichtungsflächen der Dichtungselemente sind horizontal ausgerichtet. Eine oder mehrere Rillen zum Zurückdrängen von Nahrungsteig können direkt auf den Dichtungsflächen einer äußeren Düse 6, einem oberen äußeren Zylinder 2-1 oder einem rotierenden Element 5-2 angeordnet werden. Diese Dichtungsflächen können mit einem elastischen synthetischen Kunststoff beschichtet sein, der weniger am Nahrungsteig haftet, falls dies erforderlich ist. Die Rillen zum Zurückdrängen von Nahrungsteig können in einer oder mehreren Spiralen oder Windungen angeordnet sein. Die Querschnittsform, die Größe und die Ganghöhe einer Rille dieses horizontalen Dichtungselementes sind die gleichen wie diejenige des vertikalen Dichtungselementes. Ein horizontales Dichtungselement kann auch in einer Ausnehmung der Dichtungsflächen des rotierenden Elementes 5-2 der äußeren Düse 6 oder in einer entsprechenden Ausnehmung am oberen äußeren Zylinder 2-1 angeordnet sein.
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Die 10 zeigt eine Ansicht eines rotierenden Körpers 5 einer erfindungsgemäßen Ausführung.
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Die 11 zeigt einen Querschnitt (F-F gemäß 10) des rotierenden Körpers 5 der erfindungsgemäßen Ausführung. Drei Rührstäbe 5-1, ein rotierendes Element 5-2, ein angetriebenes Zahnrad 5-3, vier obere vorspringende Elemente 5-4 für den Einbau des rotierenden Elementes 5-2 mit Rührelementen 5-1, ein unteres vorspringendes Element 5-5 für die Lagerung des rotierenden Elementes 5-2, vier L-förmige Vorsprünge 5-6, welche im rotierenden Element 5-2 angeordnet sind, um im angetriebenen Zahnrad 5-3 fixiert zu werden und vier Durchgangsöffnungen 5-7 im rotierenden Element 5-2 und das angetriebene Zahnrad 5-3 sind in 10 gezeigt.
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Die 12 zeigt einen Schnitt entlang der Linie E-E der 11 zur allgemeinen Illustration des Zusammenbaus und des Ausbaus des rotierenden Elementes 5-2 und des angetriebenen Zahnrads 5-3. Gezeigt sind zudem L-förmige Vorsprünge 5-6 des rotierenden Elementes 5-2. Das rotierende Element 5-2, das die L-förmigen Vorsprünge 5-6 aufweist, wird auf die obere Fläche des vorspringenden Elements 5-5 aufgesetzt. Die vier L-förmigen Vorsprünge 5-6 werden zwischen die vier Vorsprünge 5-4 eingesetzt und auf die obere Fläche des tragenden Elements 5-5 abgesetzt. Dann wird das rotierende Element 5-2 mit den L-förmigen Vorsprüngen 5-6 nach rechts gedreht bis die L-förmigen Vorsprünge die Vorsprünge 5-4 kontaktieren, um mit dem angetriebenen Zahnrad 5-3 verbunden zu werden. Um den rotierenden Körper auszubauen, wird das rotierende Element 5-2 nach links gedreht, so dass die L-förmigen Vorsprünge 5-6 zwischen den Zwischenräumen zwischen den tragenden Elementen 5-5 und den Vorsprüngen 5-4 herausgezogen werden. Dann wird das rotierende Element 5-2 angehoben, so dass die L-förmigen Vorsprünge 5-6 durch die Zwischenräume zwischen den Vorsprüngen 5-4 hindurch gehen. Das rotierende Element 5-2 wird somit vom angetriebenen Zahnrad 5-3 weggenommen.
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Der äußere Düsenteil wird nachfolgend unter Beizug der 5 beschrieben. Wie oben bezüglich des rotierenden Elementes 5-2 beschrieben, werden L-förmige Vorsprünge 6-3 (L-förmige konvexe Teile) des eingepassten Teils 6-1 des äußeren Düsenteils zwischen jedes Paar von vier Vorsprüngen 10-3 eingeführt und nach unten zur oberen Oberfläche der tragenden Vorsprünge 10-4 gebracht. Dann wird der eingepasste Teil 6-1 zusammen mit den vier L-förmigen Vorsprüngen 6-3 gedreht und die L-förmigen Vorsprünge 6-3 werden befestigt durch die Zwischenräume zwischen den Vorsprüngen 10-3 und den tragenden Vorsprüngen 10-4. Die oberen Bereiche der L-förmigen Vorsprünge 6-3 können als Anschläge dienen.
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Bei dieser Ausführung ist ein Rührelement 5-1 wie ein runder Stab geformt. Es kann jedoch eine andere Form aufweisen, beispielsweise als quadratisch geformter Stab, als flaches oder gebogenes Brett usw. Zudem kann der angeordnete Winkel des Rührelementes geändert werden, so dass dieses anders verläuft als mit einem vertikalen Winkel. Durch Ändern des genannten Winkels und der Form des Rührelementes usw. kann der Rühreffekt eingestellt werden. Ebenfalls kann die Rotationsrichtung, die Rotationsgeschwindigkeit, die Rotationsfrequenz, Umdrehänderungen, die Frequenz von Schwingungen etc. variiert werden, um den Rühreffekt einzustellen. Für die Umkehr oder Schwingbewegungen ist es notwendig, das rotierende Element 5-2 mit dem angetriebenen Zahnrad 5-3 zu befestigen, beispielsweise mit Antriebsstiften im angetriebenen Zahnrad 5-3 an den hinteren Enden der L-förmigen Vorsprünge 5-6. Ebenso müssen konvexe Teile, die einander kontaktieren, um miteinander verbunden zu sein, mit einem hohen Grad an Präzision hergestellt werden, so dass sie mit einer entsprechenden hohen Präzision zusammengebaut werden können.
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Die 13 zeigt die relative Position zwischen dem oberen äußeren Zylinder 2-1 (gezeigt in gestrichelten Linien), einem Befestigungsmittel 12 zur Befestigung des oberen äußeren Zylinders 2-1 in dem oberen Grundelement 10-2 des Grundelementes 10 und dem oberen Grundelement 10-2 (oberer Teil des Grundelementes 10). Das obere Grundelement 10-2 umfasst einen anordnenden Vorsprung 10-2a und einen unteren tragenden Vorsprung 10-2b. Der äußere Zylinder 2 umfasst einen ringförmigen Vorsprung 2-2. Ein unterer fixierender Vorsprung 12a, der zwischen dem anordnenden Vorsprung 10-2a angeordnet ist, fixiert den ringförmigen Vorsprung 2-2 des oberen äußeren Zylinders 2-1 zwischen einem unteren tragenden Vorsprung 10-2b des oberen Grundelementes 10-2 und einem oberen fixierenden Vorsprung 12b des Befestigungsmittels 12, so dass der obere äußere Zylinder 2-1 im oberen Grundelement 10-2 fixiert ist.
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Die 14 zeigt eine vereinfachte Darstellung zur Illustration des Zusammenbaus und des Zerlegens des oberen äußeren Zylinders 2-1, des unteren Grundelementes 10-1 und dem Befestigungsmittel 12. Der untere fixierende Vorsprung 12a wird zwischen die anordnenden Vorsprünge 10-2a abgesenkt. Hierbei kontaktiert der obere fixierende Vorsprung 12b die obere Fläche des ringförmigen Vorsprungs 2-2. Nun wird das Befestigungsmittel 12 linksherum gedreht und die geneigten oberen Flächen der unteren fixierenden Vorsprünge 12a kontaktieren die geneigten unteren Oberflächen der anordnenden Vorsprünge 10-2a. Das Befestigungsmittel 12 wird weiter gedreht, so dass der obere äußere Zylinder 2-1 mit dem oberen Grundelement 10-2 verbunden ist.
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Zum Entfernen des oberen äußeren Zylinders 2-1 vom unteren Grundelement 10-1 wird das Befestigungsmittel 12 linksherum gedreht und die unteren fixierenden Vorsprünge 12a werden von den anordnenden Vorsprüngen 10-2a abgehoben. Dann wird der untere fixierende Vorsprung 12a vom unteren Grundelement 10-1 entfernt.
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Die 15 zeigt einen Schnitt entlang der Linie D-D der 2 einer Anordnung des äußeren Zylinders 2 und des inneren Zylinders 3. Der erste Öffnungsbereich 3-3 zum Zuführen von Füllmaterial und der zweite Öffnungsbereich 3-4 zum Zuführen von Überzugsmaterial sind in der 15 gezeigt. Der erste Öffnungsstutzen 11-1 ist in den zweiten Öffnungsbereich 3-4 eingeführt, welcher mit dem ringförmigen Raumabschnitt 4 des oberen äußeren Zylinders 2-1 verbunden ist. Der zweite Öffnungsstutzen 11-2 ist in den ersten Öffnungsabschnitt 3-3 eingeführt, der mit einer Innenseite des inneren Zylinders 3 des oberen äußeren Zylinders 2-1 verbunden ist.
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Die 16 zeigt schematisch im Längsschnitt eine andere Ausführung gemäß der vorliegenden Erfindung. Eine Vorrichtung 1' zum Extrudieren von Nahrungsteig besitzt einen äußeren Zylinder 2' und einen inneren Zylinder 3', die konzentrisch angeordnet sind. Ein äußerer Düsenteil 6', der einem unteren äußeren Zylinderteil 2'-2 entspricht, ist unterhalb eines oberen äußeren Zylinderteils 2'-1 angeordnet. Ein innerer Düsenteil 3'-2 ist unterhalb eines oberen inneren Zylinderteils 3'-1 angeordnet. Eine Öffnung 3'-3 zum Zuführen von Füllmaterial ist in einem inneren Zylinder 3' angeordnet. Zudem ist eine Öffnung 3'-4 zum Zuführen von Überzugsmaterial in einem inneren Zylinder 3 angeordnet. Ein rotierender Körper 5' ist zwischen einem oberen äußeren Zylinderteil 2'-1 und einem äußeren Düsenteil 6' angeordnet. Zudem ist ein oberer verschieblicher Dichtungsabschnitt 8'-1 zwischen dem rotierenden Körper 5' und einem oberen äußeren Zylinderteil 2'-1 angeordnet. Zudem ist ein unterer verschieblicher Dichtungsabschnitt 8'-2 zwischen dem rotierenden Körper 5' und dem äußeren Düsenteil 6' angeordnet. Der rotierende Körper 5' kann mit Rührelementen 5'-1 versehen sein. Der rotierende Körper 5' besteht aus einem rotierenden Element 5'-2 und einem angetriebenen Zahnrad 5'-3, das beispielsweise wie ein Getriebe ausgebildet ist. Die verschieblichen Dichtungsabschnitte 8'-1 und 8'-2 sind mit dichtendem Material, wie beispielsweise O-Ringen und dergleichen versehen.
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Der rotierende Körper 5' besitzt ein rotierendes Element 5'-2 mit Rührstäben 5'-1 und einem angetriebenen Zahnrad 5'-3, das von einem oberen Lager 7'-1 gestützt ist und ein unteres Lager 7'-2 aufweist. Das rotierende Element 5'-2 und das angetriebene Zahnrad 5'-3 können in einfacher Weise zusammengesetzt und ausgebaut werden. Ein oberer Lagerraumabschnitt 9'-1 ist zwischen dem oberen Lager 7'-1 und dem unteren verschieblichen Dichtungsabschnitt 8'-1 angeordnet. Ein unterer Lagerraumabschnitt 9'-2 ist zwischen dem unteren Lager 7'-2 und dem unteren verschieblichen Dichtungsabschnitt 8'-2 angeordnet. Zudem ist ein oberes Dichtungselement 7'-3 frontseitig des oberen Lagers 7'-1 und ein unteres Dichtungselement 7'-4 frontseitig zum unteren Lager 7'-2 angeordnet, so dass der im Lagerraumabschnitt 9' temporär gelagerte Nahrungsteig nicht die oberen und unteren Lager 7'-1 und 7'-2 durchdringt. Der Lagerraumabschnitt 9' umfasst die oberen und unteren Lagerraumabschnitte 9-1 und 9'-2. Das angetriebene Zahnrad 5'-3 ist durch ein Antriebsgetriebe 13 angetrieben (in den 1 und 3 gezeigt). Das rotierende Element 5'-2, das auf einfache Weise in das angetriebene Zahnrad 5'-3 eingesetzt und von diesem entfernt werden kann, besitzt eine Mehrzahl von Durchgangsöffnungen (in 16 nicht gezeigt), welche den oberen Lagerraumabschnitt 9'-1 und den unteren Lagerraumabschnitt 9'-2 miteinander verbinden. Der äußere Düsenteil 6' besitzt vorzugsweise eine oder mehrere Öffnungen (in 16 nicht gezeigt) für die Abgabe von Nahrungsteig, der sich im unteren temporären Lagerraumabschnitt 9'-2 auf der Außenseite angesammelt hat. Diese Öffnungen für die Abgabe von Nahrungsteig auf die Außenseite können so ausgebildet sein, dass sie nötigenfalls geöffnet und geschlossen werden können.
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Der obere äußere Zylinder 2'-1 und der innere Zylinder 3' werden mit einer Mutter 2-3 fixiert. Der obere äußere Zylinder 2'-1 ist im oberen Grundelement 10'-2 installiert, wobei ein Verbindungsmechanismus ähnlich einem Bajonettverschluss verwendet wird. Der äußere Düsenteil 6' ist mit dem unteren Grundelement 10'-1 mit einem Mutterelement 14 verbunden, so dass diese in einfacher Weise zusammengesetzt und wieder auseinander genommen werden können. Rührstäbe 5'-1 oder Förderflügel, usw. sind nötigenfalls mit dem rotierenden Element 5'-2 verbunden. Eine erste Rohrverbindung 11'-1, der Überzugsmaterial zugeführt wird, ist in einer ersten Öffnung 3'-4 des oberen äußeren Zylinders 2'-1 angeordnet. Eine zweite Rohrverbindung 11'-2, welcher Füllmaterial zugeführt wird, ist in einer zweiten Öffnung 3'-3 des oberen äußeren Zylinders 2'-1 angeordnet (es wird auf 15 verwiesen).
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Gemäß dieser Ausführung kann das rotierende Element 5'-2 in einfacher Weise in das angetriebene Zahnrad 5'-3, welches in den Lagern 7'-1 und 7'-2 gelagert ist, in gleicher Weise eingesetzt werden, wie dies anhand der 12 oben illustriert wurde. Mit der Mutter 2-3 kann der innere Zylinder 3' in einfacher Weise im oberen äußeren Zylinder 2'-1 montiert werden. Die Anordnung des inneren Zylinders 3' und des oberen äußeren Zylinders 2'-1 können in einfacher Weise fixiert werden, wobei die anordnende Vorrichtung 12' auf dem oberen Grundelement 10'-2 in gleicher Weise wie anhand der 14 illustriert verwendet wird. Mit dem Mutterelement 14 kann das äußere Düsenteil 6' in einfacher Weise im unteren Grundelement 10'-1 fixiert werden. Die Vorrichtung 1' kann somit in einfacher Weise zusammengesetzt werden. Es ist zudem ebenfalls in einfacher Weise möglich, in einem umgekehrten Verfahren die Vorrichtung 1' auseinander zu nehmen. Es ist somit in einfacher Weise möglich, die Vorrichtung 1' zu zerlegen, um im Lagerraumabschnitt 9'-1 und 9'-2 vorhandenen Nahrungsteig zu entfernen und die Innenseite der Vorrichtung 1' zu reinigen und die Vorrichtung 1' wieder zusammen zu setzen. Zudem können eine oder mehrere Auslauföffnungen (in 16 nicht gezeigt), die geöffnet und geschlossen werden können, um Nahrungsteig an die Umgebung abzugeben, in einen unteren Bodenbereich der äußeren Düse 6' angeordnet werden.
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Gemäß dieser Erfindung ist ein Raumteil zum temporären Lagern von Nahrungsteig vorgesehen, welcher die Dichtungsbereiche durchdringt. Der die Dichtungsbereiche durchdringende Nahrungsteig kann somit kontrolliert werden, so dass er nicht in Lagerteile dringt.
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Nahrungsteig kann ohne Pulsation extrudiert werden. Es können auch Fluktuationen des Gewichtes pro Nahrungsmittelprodukt unterdrückt werden. Zudem kann die stabile Kondition für das Extrudieren oder für den Überzugsvorgang für eine lange Zeitdauer aufrecht erhalten werden.
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Gemäß der Erfindung wird eine stufenförmige Anordnung vorgesehen, die einen stufenförmigen Abschnitt aufweist, welcher in einem unteren Teil des Grundelementes angeordnet ist, um einen unteren äußeren Zylinder (beispielsweise eine äußere Düse) zu montieren, ein stufenförmiger Abschnitt, angeordnet in einem angetriebenen rotierenden Körper (z. B. ein Zahnrad) ist vorgesehen zum Montieren des rotierenden Elementes (beispielsweise einem Rührelement) und ein stufenförmiger Abschnitt, der im oberem Teil des Grundelementes angeordnet ist, ist vorgesehen, um einen oberen äußeren Zylinder in einem inneren Zylinder zu montieren. Diese können somit in einfacher Weise von einer einzigen Richtung aus demontiert und wieder eingebaut werden. Der in den temporären Lagerabschnitt eingedrungene Nahrungsteig kann damit in einfacher Weise wieder entfernt werden. Die Vorrichtung kann zudem in einfacher Weise unterhalten werden.
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Eine Verdichtungsoberfläche, welche relativ zu einem Zwischenraum bewegbar ist, ist aus einem flexiblen Material hergestellt und mit einem oder mehreren vertieften schraubenförmigen oder spiralförmigen Rillen versehen, welche eine Kraft ausüben, um den Nahrungsteig zurückzudrängen, welcher in den Zwischenraum eindringt. Das Eindringen von Nahrungsteig kann unterdrückt werden durch die Kraft zum Zurückdrängen oder Stoppen in einer Position, in welcher die Kraft zum Zurückdrängen und die Kraft zum Eindringen ausgeglichen sind. Die Dichtungselemente kontaktieren sich vorzugsweise nicht, so dass die Erzeugung von Reibungswärme unterdrückt ist.
