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Vorrichtung zum Einfüllen von Speiseeismasse für Eis am Stiel in Portionsformen
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einfüllen einer stark vorgekühlten Speiseeismasse
für Eis am Stiel in genau abgemessenen Portionen, wobei jeweils gleichzeitig mehrere
Formen gefüllt werden.
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Die Schwierigkeiten beim Einfüllen von Speiseeismassen für Eis am
Stiel in Portionsformen bestehen darin, daß die Speiseeismasse bereits beim Einfüllen
eine ziemlich tiefe Temperatur haben soll, damit die eingefüllte Masse in verhältnismäßig
kurzer Zeit so stark weitergekühlt werden kann, daß die Stiele eingesetzt werden
können. Wenn diese Speiseeismasse aber sehr kalt ist, dann ist sie auch sehr viskos,
und die Dosierung und Zuführung zu den Formen wird schwierig, weil bei einer so
steifen Masse der Widerstand in der Dosiereinrichtung und in den Füllkanälen sehr
groß ist und häufig unerwünschte Lufteinschlüsse auftreten. Die Portionen müssen
aber genau gleich groß sein, damit bei den sich an die Stieleisherstellung anschließenden
Verpackungsvorgängen, die in der Regel automatisch durchgeführt werden, keine Schwierigkeiten
infolge der Größenunterschiede ungleicher Portionen auftreten. Schließlich darf
aus den Füllstutzen keine Eismasse austreten oder abtropfen, während der Tisch mit
den Formen um eine Formenreihe vorgeschoben bzw. gedreht wird.
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Diese Forderungen machen die Kontruktion einer solchen Einfüllvorrichtung
schwierig, weil eine exakte Dosierung und die Vermeidung von Lufteinschlüssen einerseits
und starke Vorkühlung andererseits widersprechende Anforderungen an die Konstruktion
der Maschine stellen.
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Es ist bereits eine Vorrichtung zum Einfüllen von vorgekühlter Speiseeismasse
für Eis am Stiel in Portionsformen bekannt, bei der eine der Anzahl der gleichzeitig
zu füllenden Formen entsprechende Zahl von gemeinsam arbeitenden Dosierzylindern
vorgesehen ist, in denen Kolben verschiebbar angeordnet sind, die die Speiseeismasse
aus einem darüber angeordneten Fülltrichter ansaugen und dann die dosierten Portionen
durch nach unten abgehende Füllstutzen in die Portionsformen auspressen, und bei
der eine Betätigungsvorrichtung vorgesehen ist, die bewirkt, daß während des Auspressens
zwischen den Füllstutzen und den Portionsformen eine solche Relativbewegung stattfindet,
daß sich die Mündungen der Füllstutzen bei Beginn des Auspressens in der Nähe des
Bodens der Formen und am Ende des Auspressens oberhalb der Formen befinden. Diese
Relativbewegung ist erforderlich, damit auch in den Formen keine Lufteinschlüsse
entstehen.
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Bei dieser bekannten Vorrichtung sind die Dosierzylinder horizontal
angeordnet. Zwar wird hierdurch ein sehr kurzer Weg von dem Fülltrichter zu den
Füllstutzen erreicht. Doch muß die Speiseeismasse auf diesem Weg durch zwei gekrümmte
Kanäle hindurch, was bei stark vorgekühlter Speiseeismasse zu Schwierigkeiten führt.
Außerdem sind bei dieser Vorrichtung die Füllstutzen fest angeordnet. Zur Erzielung
der erwähnten Relativbewegung werden dafür die zu füllenden Formen vor dem Füllen
angehoben und während des Füllens entsprechend dem Fortgang der Füllung abgesenkt.
Das führt zu sehr komplizierten Gestaltungen der Träger für die Formen und deren
Antriebseinrichtungen.
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Erfindungsgemäß werden diese Mängel dadurch vermieden, daß die Dosierzylinder
in bekannter Weise als Querbohrungen einer horizontalen Teilkammertrommel ausgebildet
sind, die in einem den Fülltrichter und die Füllstutzen aufweisenden Gehäuse in
Schritten von 180° drehbar ist, und daß die in den Dosierzylindern vorgesehenen
Kolben frei beweglich sind, wobei die aus Gehäuse, Fülltrichter, Teilkammertrommel
und Füllstutzen bestehende Einheit zur Erzielung der erwähnten Relativbewegung in
vertikaler Richtung auf- und abbewegbar ist und oberhalb dieser Einheit eine der
Zahl der Dosierzylinder entsprechenden Anzahl von von oben in den Fülltrichter ragenden
Stößeln vorgesehen ist, die die Auf- und Abbewegung der Einheit nicht mitmachen,
bei der Aufwärtsbewegung der Einheit die Kolben in die unterste Stellung innerhalb
der Dosierzylinder
stoßen und dadurch das, Auspressen der dosierten
Portionen bewirken.
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Durch diese Ausbildung der Füllvorrichtung werden wesentliche Vorteile
erzielt. Zunächst ergibt sich ein sehr kurzer und vollkommen gerader Verbindungskanal
zwischen dem Fülltrichter und den Füllstutzen. Es kann also eine verhältnismäßig
steife und stark vorgekühlte Eismasse verwendet werden, ohne daß Störungen beim
Dosieren eintreten. Die sich dadurch ergebende kürzere Weiterkühlung in den Formen
ermöglicht es, die Füllvorrichtung sehr rasch arbeiten zu lassen.
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Dadurch, daß die aus Gehäuse, Fülltrichter, Teilkammertrommel und
Füllstutzen bestehende Einheit auf- und abbewegt und während des Füllens der Formen
angehoben wird, erhält man im Zusammenwirken mit der höheren Arbeitsgeschwindigkeit
den Vorteil, daß die im Fülltrichter enthaltene Eismasse im ersten Teil der Aufwärtsbewegung,
in dem auch das Füllen der Bohrungen der Teilkammertrommel im wesentlichen stattfindet,
stark beschleunigt wird und dadurch einen Druck nach unten ausübt. Das Nachdringen
der Eismasse in die beim Abwärtsstoßen der Kolben oberhalb derselben frei werdenden
Dosierräume wird dadurch also gefördert. Ebenso wird das Ausstoßen der in den Füllstutzen
enthaltenen Eismasse nach unten unterstützt. Im letzten Teil der Aufwärtsbewegung,
wenn die Aufwärtsbewegung der Eismasse verlangsamt wird, wirken die Trägheitskräfte
in umgekehrter Richtung. Das hat im Fülltrichter praktisch keine Auswirkung mehr,
weil die Dosierräume bereits im wesentlichen gefüllt sind, wirkt sich jedoch in
den Füllstutzen sehr günstig aus, weil die in diesen enthaltene Eismasse im Bereich
des oberen Totpunkts der Hubbewegung durch die Trägheitskräfte nach oben gedrückt
wird, so daß nach Beendigung des Einfüllvorganges ein Abtropfen von Eis aus den
Mündungen der Füllstutzen verhindert wird. Es wird also einerseits eine sehr genaue
Dosierung erreicht, was für die nachfolgenden Verpakkungsvorgänge günstig ist, und
andererseits ein Betropfen des Tisches während des Vorrückens der Formen vermieden.
Das ist wichtig, weil abtropfendes Eis auf der Tischoberfläche festfriert und die
weitere Arbeit behindert. Die Verwendung frei beweglicher Kolben bietet schließlich
noch den Vorteil, daß die Vorrichtung sehr leicht gereinigt werden kann, was im
vorliegenden Fall von besonderer Bedeutung ist, weil bei der Verarbeitung von Genußmitteln
wie Speiseeis größte Sauberkeit erforderlich ist. Der erhöhte Energiebedarf für
die Bewegung der aus Gehäuse; Fülltrichter, Teilkammertrommel und Füllstutzen bestehenden
Einheit wird durch die oben angegebenen Vorteile mehr als ausgeglichen.
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Es ist allerdings bereits bekannt, beim Abfüllen breiiger Massen in
Formen eine in Schritten von 180° drehbare Teilkammertrommel mit frei verschiebbaren,
doppeltwirkenden Kolben zu verwenden. Das Füllen der Dosierräume dieser Trommel
erfolgt beim Abwärtsstoßen der Kolben durch zwangläufig bewegte Stößel und durch
eine parallel und gegenläufig zu dieser Teilkammertrommel umlaufende Druckwalze
vervollständigt, die die breiige Masse fest in die Dosierräume preßt. Gleichzeitig
wird durch das Abwärtsstoßen der Kolben die unterhalb der Kolben befindliche Masse
in Formen ausgepreßt. Eine solche Anordnung ist zum Abfüllen von Speiseeis nicht
brauchbar, weil die Speiseeismasse unter dem von der Druckwalze ausgeübten Druck
zu einem festen Eisblock zusammengepreßt würde, so daß die für Eis am Stiel unerläßliche
poröse Konsistenz der Masse verlorenginge. Bei dieser Vorrichtung ist außerdem die
aus Gehäuse, Fülltrichter, Teilkammertrommel und Füllstutzen bestehende Einheit
unbeweglich, so daß die sich bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung infolge der Bewegung
dieser Einheit einstellenden vorteilhaften Wirkungen hier nicht auftreten.
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Andererseits werden bei einer anderen bekannten Vorrichtung zum Einfüllen
von Speiseeismassen für Eis am Stiel die Füllstutzen auf- und abbewegt. Hier handelt
es sich aber um eine handbetätigte Vorrichtung, bei der die Füllstutzen nur an einem
über ein Gelenkrohr kontinuierlich mit Eismasse versorgten Verteilerrohr angeordnet
sind, das durch einen Handhebel in der Höhe bewegbar ist. Wenn das Füllen einer
Reihe von Formen, das bei gleichzeitigem Hochbewegen der Füllstutzen erfolgt, beendet
ist, wird der kontinuierlich aus den Füllstutzen austretende Eisstrom durch einen
Draht oder ein Messer abgeschnitten, und es wird eine Reihe leerer Formen an die
Stelle der gefüllten vorgeschoben. Der Arbeitstakt wird bei dieser Handfüllvorrichtung
von der Bedienungsperson bestimmt, die beurteilt, ob die Füllung der Formen ausreichend
ist. Solche Vorrichtungen eignen sich für Kantinen oder Hotels, bei denen es nicht
von ausschlaggebender Bedeutung ist, ob die abgefüllten Portionen genau gleich groß
sind. Wegen der durch die Handbedienung bedingten geringen Geschwindigkeiten können
bei dieser Vorrichtung die bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung durch Beschleunigungskräfte
entstehenden vorteilhaften Wirkungen nicht entstehen. Außerdem läßt die verhältnismäßig
lange Gelenkrohrverbindung zwischen dem Speiseeismassebehälter und dem Verteilerrohr
das Abfüllen stärker vorgekühlter Eismasse nicht zu.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die aus Gehäuse,
Fülltrichter, Teilkammertrommel und Füllstutzen bestehende geschlossene Einheit
an einem Arm eines Rohres befestigt, das teleskopartig auf einem an einer Bodenplatte
befestigten Rohrstutzen verschiebbar ist. Auf diese Weise erhält man den Vorteil,
daß die Stelle, an der die Gleitbewegungen auftreten, in größere Entfernung von
den die Eismasse enthaltenden Teilen gelegt werden kann, so daß die Gefahr eines
Festfrierens an dieser Stelle geringer ist.
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Weiterhin hat es sich als zweckmäßig erwiesen, die Stößel, die die
Kolben bewegen, als Gewichte auszubilden, d. h. entsprechend schwer zu machen, oder
an ihnen zusätzliche Gewichte vorzusehen, so daß das Verschieben der Kolben unter
ihrem eigenen Gewicht und unter dem Gewicht der Stößel erfolgen kann. Sie können
dadurch bei gegebenenfalls auftretenden Blockierungen von Kolben selbsttätig nach
oben ausweichen.
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Die Auf- und Abwärtsbewegung des Rohres, das die geschlossene Einheit
trägt, erfolgt vorzugsweise vermittels Nockens und Schubstange.
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Obwohl zum Abfüllen einfache Füllstutzen ausreichend sind, hat es
sich doch als zweckmäßig erwiesen, an Stelle der einfachen Stutzen zwei teleskopartig
ineinander verschiebbare Rohre zu verwenden, so daß auch dann, wenn versehentlich
eine zu füllende Gefrierzelle vorher nicht entleert worden ist,
keine
übermäßige Beanspruchung der Vorrichtung auftritt, da dann das untere der teleskopartig
verschiebbaren Rohre nach oben ausweichen kann.
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Eine gemäß der Erfindung ausgebildete Vorrichtung zum Einfüllen von
Speiseeismassen für Eis am Stiel ist in der Zeichnung beispielsweise dargestellt.
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Auf einer Bodenplatte 1 ist ein Rohrstutzen 2 vermittels eines Flansches
3 befestigt. Auf diesen Rohrstutzen ist ein Rohr 4 aufgeschoben, das durch
eine Nut 5 und einen Keil 6 gegen Drehung gesichert ist und zusammen mit dem Rohrstutzen
2 eine Teleskopsäule bildet. Die Keil- und Nutverbindung 5, 6 ist jedoch nur so
lang, daß das Rohr 4, wenn es ein Stück hochgehoben wird, von dieser Verbindung
frei wird und dann unbehindert um den Rohrstutzen 2 gedreht werden kann.
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In der Teleskopsäule ist eine Steuerstange 7 angeordnet, die unten
eine Rolle 8 trägt, die von einer Nockenscheibe 9 betätigt wird, die ihrerseits
wieder von der Hauptwelle der Maschine angetrieben wird und die normale Arbeitsbewegung
der Maschine bewirkt. Das zusätzliche Anheben des Rohres 4, um dieses Rohr von der
Nut- und Keilverbindung 5, 6 zu lösen, kann beispielsweise durch einen Hebel erfolgen,
der die Steuerstange 7 stärker anhebt, als dies durch die Nockenscheibe 9 erfolgen
kann.
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Die Steuerstange 7, die oben am Rohr 4 befestigt ist, hat eine Verlängerung
10, die in einer Führung 11 geführt ist, die wiederum fest mit einer
Stütze 12
verbunden ist, die von der Grundplatte 1 getragen wird.
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Das Rohr 4 ist mit einem Arm 4 a versehen, der die aus einem Gehäuse
13, einem Fülltrichter 31, einer in dem Gehäuse drehbar gelagerten Teilkammertrommel
14 und mehreren Füllstutzen 33 bestehende geschlossene Einheit trägt. Die Teilkammertrommel
14 ist in dem Gehäuse 13 durch einen Deckel 15 gehalten, der an einem Ende des Gehäuses
vorgesehen ist, während diese Teilkammertrommel 14 am anderen Ende dieses Gehäuses
13 einen Wellenzapfen 16 aufweist, der über eine Klauenkupplung mit einem Antriebsmechanismus
verbunden ist. Dieser Antriebsmechanismus besteht aus einer Welle 17, die
ein Sperrad 18 trägt, auf das eine Klinke 19 einwirkt, die auf einem Zahnrad
20 angebracht ist. Dieses Zahnrad 20 kann durch eine Zahnstange 22 um eine
Achse 21 gedreht werden, wobei die Zahnstange 22 in der Teleskopsäule angeordnet
ist. Die Zahnstange 22 ist an ihrem unteren, durch eine Stange verlängerten
Ende mit einer Rolle 23 versehen, die durch eine Nockenscheibe 24, die mit der Hauptwelle
der Maschine in Antriebsverbindung steht, betätigt wird.
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Die Teilkammertromme114 ist mit einer Anzahl zylindrischer Bohrungen
25 versehen, die senkrecht zur Trommelachse verlaufen, wobei die Achsen der Bohrungen
parallel sind und die Trommelachse schneiden. In den Bohrungen 25, von denen in
dem gezeigten Ausführungsbeispiel acht vorhanden sind, sind lose Kolben 26 vorgesehen.
Diese Kolben werden während des Betriebs der Maschine zum Teil unter der Wirkung
ihres Eigengewichts und zum Teil unter dem Gewicht von Stößeln 27 bewegt, gegen
die die Kolben bei der Aufwärtsbewegung der erwähnten Einheit stoßen. Die Stößel
sind senkrecht über diesen Kolben in Löchern eines an der Führung 11 befestigten
Querarmes 29 geführt und oben mit Verdickungen 28 versehen, so daß sie sich nur
so weit nach unten bewegen können, bis die Verdickungen auf dem Querarm 29 aufliegen.
Außerdem ist noch eine.. Führung 30 für die Stößel 27 im Inneren des
Fülltrichters 31 vorgesehen.
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Das Gehäuse 13 hat unten einen Flansch, an dem ein Bodendeckel
32 befestigt ist, der wiederum die Füllstutzen 33 und die Verlängerungsrohre
34 trägt, die teleskopartig in die Füllstutzen 33 einschiebbar sind. Die
Verlängerungsrohre haben oben äußere Ring- . flansche 35, die mit den inneren Ringflanschen
36 der Füllstutzen 33 so zusammenwirken, daß die Verlängerungsrohre 34 nicht aus
den Füllstutzen 33 herausgezogen werden können. Die Füllstutzen 33 können am Bodendeckel
32 angeschraubt oder angeschweißt sein, und der Bodendeckel hat an der Stelle der
Füllstutzen 33 nach innen vorragende Kragen 37, die verhindern, daß die Verlängerungsrohre
34 nach oben in die zylindrischen Bohrungen 25 der Teilkammertrommel 14 geschoben
werden können. An Stelle der Kragen 37 an den Füllstutzen 33 können auch die äußeren
Ringflansche 35 der Verlängerungsrohre 34 breiter gemacht werden. Als Formen dienen
in einem vorzugsweise als Drehtisch ausgebildeten Gefriertisch 40 vorgesehene
Gefrierzelle 41.
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Da die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung von Eis am Stiel
verwendet wird, so werden ihre Arbeitsbewegungen mit denen der Eismaschine synchronisiert,
indem die Antriebsorgane 9 bzw. 24
an die Hauptwelle der Eismaschine
angeschlossen werden.
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Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist die folgende: Aus der in der
Zeichnung dargestellten Stellung wird zunächst die Nockenscheibe 9 gedreht, wodurch
die Rolle 8 und damit die Stange 7 und das Rohr 4 mit der damit verbundenen, aus
dem Gehäuse 13, dem Einfülltrichter 31, der Teilkammertrommel 14 und den Füllstutzen
33 bestehenden Einheit nach unten in Richtung auf den Gefriertisch 40 bewegt
werden, der die Gefrierzellen 41 enthält. Bei der Abwärtsbewegung der Einheit
werden die bei dieser Ausführungsform vorgesehenen Verlängerungsrohre 34 in die
Gefrierzellen bis nahe an deren Boden eingeführt. Außerdem legen sich die Verdickungen
28
der Stößel 27 auf den Querarm 29 auf und verhindern dadurch, daß sich die
Stößel zusammen mit der Einheit nach unten bewegen. Die Stößel verbleiben daher
in gleicher Höhe, und während des letzten Abschnitts der Abwärtsbewegung kommen
die Bohrungen 25 von den Stößeln 27 frei, so daß sich die Trommel
14 drehen kann, ohne daß sie durch die Stößel behindert wird. In dieser Stellung
der Einheit sind die als Dosierräume dienenden, oberhalb der Kolben 26 befindlichen
Teile der Bohrungen aus dem Fülltrichter 31 vollständig mit Eismasse gefüllt.
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In diesem Augenblick wirkt die Nockenscheibe 24 auf die Rolle 23 ein,
die Zahnstange 22 wird nach oben geführt und dadurch das Zahnrad 20 und damit über
die Klinke 19 und das Sperrad 18 die Trommel 14 um 180° gedreht.
Durch diese Drehung kommen die Kolben 26 in die oberste Stellung in den Bohrungen
25, in der sie dicht unter den unteren Enden der Stößel 27 liegen, wobei sich die
dosierten Eismassen nun unter diesen Kolben befinden. Wenn die Einheit dann durch
die Nockenscheibe 9 über die Rolle 8 und die Stange 7 wieder noch oben geführt wird,
werden die Kolben 26 durch die Stößel 27, die infolge ihres Eigengewichts im wesentlichen
nicht angehoben werden, innerhalb der Bohrungen 25 verschoben,
so
daß die Eismassen bei gleichzeitiger Aufwärtsbewegung der Füllstutzen aus diesen
in die Gefrierzelle 41 ausgepreßt werden. Gleichzeitig wird durch das Verschieben
der Kolben innerhalb der Bohrungen Eismasse aus dem Fülltrichter in die als Dosierräume
dienenden, oberhalb der Kolben frei werdenden Teile der Bohrungen eingesaugt, so
daß diese bei Beendigung der Aufwärtsbewegung mit Ausnahme der von den unteren Stößelenden
eingenommenen Räume vollständig gefüllt sind. Während der Aufwärtsbewegung der Einheit
und damit auch des Rohres 4 kann sich die Zahnstange 22 in dem Rohr in die in der
Zeichnung dargestellte Lage zurückbewegen, wobei sich die Klinke 19 gegenüber dem
Sperrad 18 um 180° verdreht.
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Wenn die Einheit angehoben ist, wird der Gefriertisch um einen Schritt
weiterbewegt, so daß die nächste Reihe leerer Gefrierzellen unter die Füllstutzen
gelangt, und das Arbeitsspiel beginnt von neuem.