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"Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Weichkäse" Vorliegende
Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Weichkäs e.
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Das alte und herkömmliche Verfahren zur Herstellung dieser Käseart,
z.B. Camembert, umfaßt das Gerinnenlassen der Milch 'in größeren Behältern, das
Ausschöpfen der Dickmilch mit einer Schöpfkelle und Vergießen in gelochte Käseformen.
Zum Füllen einer Käseform sind mehrere Kellen erforderlich. Nach dem Füllen werden
die Formen zwecks Abfließen des Molkenwassers von Zeit zu Zeit gewendet. Dieses
Formwenden ist ein schwieriger Arbeitsgang, der besondere Erfahrung und Geschicklichkeit
verlangt, um zu verhindern, daß der Ksebruch verdirbt und sich aufwölbt.
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Dieser Vorgang wird mit "Schöpfen" ("à la louche") bezeichnet.
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Aus Gründen der Wirtschaftlichkeit ist eine Mechanisierung der Formarbeitsgänge
angestrebt worden, wobei die Kuseformen nicht mehr mit der Schöpfkelle, sondern
mit Hilfe automatischer Gieß- und Verteilungsvorrichtungen gefüllt werden; hierourch
sollte eine bedeutende Einsparung an Arbeitskräften erreicht werden, allerdings
auf Kosten der Käsequalität, denn durch diese mechanische Verteiler wird die Käsemasse
übermäßig stark und nicht in der gleichen Form wie beim Schöpfen gebrochen und zerrissen.
Außerdem ist die Produktionsleistung dabei geringer als bei dem herkömmlichen Verfahren,
und zwar eben durch dieses übermäßig starke Brechen und Reißen.
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Um den Quarkmassenverteiler auszuschalten, ist ferner die Herstellung
von Weichkäse im Gegensatz zu den verhältnismäßig großen Behältern beim Schöpfverfahren
in sogenannten Kleinbehältern angeregt worden, wobei das Käselab, das Milchferment
und die erforderliche Milchfüllmenge durch Dosiervorrichtungen in die Kleinbehälter
gegeben werden. Nach der notwendigen Gerinnungszeit wird der Inhalt der Kleinbehälter
mechanisch in die Käseformen abgegossen. Nach diesem Herstellungsverfahren hat der
Käse praktisch nicht mehr die Qualität des herkömmlichen Erzeugnisses.
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Das Schöpfverfahren, welches eine nur durch langjährige Erfahrung
zu erwerbende Fertigkeit erfordert, scheint demnach das beste
zu
sein. Hierbei wird die Käsemasse genügend gebrochen, um das Iiolkenwasser beim Vergießen
unter zufriedenstellenden Bedingungen abfließen zu lassen, ohne daß zu starkes Reißen
eintritt. Dabei ist jedoch der Nachteil zu verzeichnen, daß mit dem Molkenwasser
Substanzen ausgeschieden werden, die zur Erhaltung des für diese Käse art charakteristischen
Geschmacks im Käsebruch verbleiben Jiltißten .
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Herstellung eines gießfertigen
Käsebruchs nach einem mechanischen Verfahren, wobei dieser die gleichen Qualitäten
wie der nach dem Schopfverfahren.hergestellte Käse aufweist und wobei eine vergleichbare
Produktionsleistung erzielt wird, während gleichzeitig Arbeitskräfte und Zeit in
einem Ausmaß eingespart werden, wie es auch bei den mechanischen Formvorrichtungen
nacn dem bisherigen Stand der Technik gegeben ist.
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Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren besteht in der Vorbereitung
des Käsebruchs in Kleinbehältern, in welche h--iselab, Fermente und Milch jeweils
in der an sich bekannten Weise eindosiert werden. Wenn die milch zu Quark geronnen
ist, wird über die einzelnen Kleinbehälter eine im wesentlicllen zylindrische Form
von gleicher Höhe wie der Behälter und iiit einer. etwas gröberen (uerscìlnitt gestülpt.
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Das Ganze wird dann mit einer Platte abgedeckt und gewendet.
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Anschließend wird der jetzt auf dem Kopf stehende Kleinbehälter nach
und nach abgehoben, wobei der darin befindliche Käsebruch nach und nach in das Innere
der Form gelangt und einem mit dem herkömmlichen Schöpfverfahren vergleichbaren
Brechen oder Reißen unterworfen wird, wobei das Verhältnis zwischen der Querschnittsfläche
der Form und der des Kleinbehälters sorgfältig ausgewählt wird.
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Zur Anwendung dieses Verfahrens auf einer mechanisierten Anlage werden
vorzugsweise sogenannte Kleinbehälter-Gespanne verwendet, die aus einer Anzahl von
auf einer Grundplatte befestigten Kleinbehältern bestehen. Die über diese Kleinbehälter
gestülpten Formen sind vorzugsweise zu einem Formzellensatz zusammengefaßt, der
vorzugsweise aus mehreren aufeinandergestapelten Teilzellensätzen besteht.
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Vor dem Füllen werden die einzelnen Kleinbehälter-Gespanne auf eine
Wendeplatte gestellt, worauf eine der Behälterhöhe entsprechende Anzahl Teilzellensätze
aufgesetzt wird. Dann werden die einzelnen, jeweils aus einer Platte, einem Kleinbehälter-Gespann
und den darauf aufgesetzten Teilzellensätzen bestehenden Formengruppen zu einer
Dosiervorrichtung weitergeleitet, auf welcher das Lab, die Fermente und die Milch
in an sich bekannter Weise in die Kleinbellalter zugemessen werden, und anschließend
eßencl zur Ceiinnlng der Mi Milch ci abges4ellt.
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Wenn die Milch geronnen ist, wird eine Wendeplatte mit untenliegendem
Siebelement auf das Kleinbehälter-Gespann gelegt und die Formengruppe vorzugsweise
mit mechanischen Hilfsmitteln gewendet. Die Wendeplatte, auf welcher vorher das
Kleinbehälter-Gespann gestanden hat ( und die zum enden der nachfolgenden Formengruppe
bestimmt ist), wird abgenommen und das Kleinbehälter-Gespann nach und nach, wie
bereits erwähnt, angehoben.
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Bei den anschließenden Wendungen im Laufe des Abtropfens ermöglicht
die gestapelte Anordnung der Teilzellen-Formsätze, diese im Zuge des Molkenwasserabflusses
nach und nach einzeln abzunehmen und die Formenhöhe dem Volumen der verbleibenden
Käsemasse anzupassen.
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Bei den Formen der Zellensätze unterscheidet man zwischen scharfkantigen
Formen, wie Quadrate, und solchen ohne scharfe Ecken, wie runde, ovale und quadratische
mit abgerundeten Ecken.
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Auf Grund dessen, daß eine scharfe Formecke an sich schon ein Mittel
zum Molkenwasserabfluß darstellt, da die Viskosität des Käsebruchs dessen Absinken
bis auf den Formboden verhindert, sind nur die Formen ohne scharfe Ecken mit Abflußhilfsmitteln
versehen. Diese bestehen vorzugsweise aus kleinen Schlitzen
im oberen
und unteren Formenrand, durch welche das Molkenwasser in die zwischen den Formringen
freigelassenen I-lohlräume und dadurch nach unten abfließen kann.
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Die einzelnen Teilzellensätze sind mit Zentrierelementen versehen,
wodurch sie gegen seitliches Verschieben gegenelnander gesichert sind, aber dennoch
bei Bedarf voneinander abgehoben werden können. Eine ursprüngliche und erfindungsgemäße-
Anordnung dieser Zentrierelemente ermöglicht eine Standardisierung der Formzellensätze,
wobei diese Elemente bei einer aus mindestens zwei Teilsätzen bestehenden Formgruppe
nicht über die Ober- und Unterseite hinaus vorstehen.
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Diese Zentrierelemente stören daher nicht beim Aufsetzen von Wendeplatten
auf die obere und untere Seite des Teilsatzstapels zum Umdrehen.
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In einer erfindungsgemäßen Aus führungs form bestehen diese Zentrierelemente
aus Nocken, die in gleicher Diagonalrichtung auf einer Seite des Teilzellensatzes
angeordnet sind.
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In einer weiteren Ausführungsform werden diese Zentrierelemente durch
Winkelstücke gebildet, die an zwei diametral gegenüberliegenden Ecken eines Teilzellensatzes
angebracht sind und von dessen gleicher Fläche aus vorspringen.
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Als Siebelement kann vorteilhaft im Sinne der Erfindung eine gelochte
Kunststoffolie verwendet werden, die zwar nach dem Stand der Technik bekannt ist,
erfindungsgemäß jedoch LiOenschaften aufweist, die sie für ihren Einsatz in einer
mechanisierten Produktionsstraße gut geeignet machen und insbesondere für eine gute
Halterung beim Wenden sorgen, wenn eine mit einer solchen Siebfolie versehene Wendeplatte
in uc;bekehrter Stellung auf das Kleinbehälter-Gespann aufgelegt wird. Zu diesen
ilerkmalen der mechanischen Halterung kommen funktionelle Eigenschaften im weiteren
Einsatz des Siebelementes bei der Käsebildung, insbesondere in Bezug auf die Dicke
der Kunststoffolie (hier eine Folie aus Polypropylen), die Größe und den Abstand
ihrer Löcher.
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Weitere erfindungsgemäße Elemente gehören zum ersten, sogenannten
Gerinnungsabschnitt einer Produktionsstraße, auf welcher die einzelnen Phasen der
Herstellung von Weichkäse nach dem herkömmlichen Verfahren mechanisch reproduziert
werden sollen. In diesem ersten Abschnitt werden die Grundstoffe, d.h. Milch, Fermente,
Käselab und sonstige Bestandteile zugeführt und in den Gießformen zum Gerinnen gebracht.
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Erfindungsgemäß besteht dieser erste Abschnitt im wesentlichen aus
einer Dosier- oder Zumeßstation zum Füllen des Kleinbehcilter-Gespanns, einer Stapelvorrichtung
zum Aufsetzen der Formengruppen (jeweils bestehend aus einer mit Siebfolie
versehenen
Grundplatt, 3 einem Kleinbehälter-Gespann und einem darübergestülpten Formzellensatz,
wie vorstehend beschrieben), aus Hilfsmitteln zur Beschickung des Staplers mit Formsätzen,
einem langsam laufenden Förderband oder -kette auf welchem die Milch in den Formen
zum Gerinnen kommt, einer Entstapelvorrichtung, Hilfsmitteln zur Austragung de abgestapelten
Formsatzteile, einer Wendestation und einer Formstation. Erfindungsgemäß werden
die Dosiervorrichtung, der Stapler, die Abstapelvorrichtung, die Wendestation und
die Formstation pneumatisch betrieben. Das Auf- und Ab stapeln der Kleinbehälter
dient zur Verkürzung der Transportkette, wobei die Verweilzeit der Formbehälter
auf dieser Kette nach technischen Gesichtspunkten der Milchverarbeitung (Gerinnungszeit)
festzulegen ist.
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Auf der Einlaufseite des Gerinnungsabschnittes wird die Dosier- oder
Zumeßstation von Hand oder mechanisch mit Formengruppen beschickt und auf der Auslaufseite
werden einerseits die gewendeten Kleinbehälter-Gespanne und andererseits die auf
den Platten ruhenden und mit Quarkmasse gefüllten Formzellensätze entnommen.
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Erfindungsgemäß umfaßt die an einem Ende der Transportkette liegende
Stapelvorrichtung in einer bevorzugten Ausführungsform ein Paar im wesentlichen
senkrecht angeordneter Greifhebel,
an deren unteren Enden jeweils
ein Horizontalschieber, der eine Greifklaue bildet, angebracht ist. Die Hebel können
auf- und abwärts bewegt werden und werden dabei durch Kurven gesteuert, die ihnen
gleichzeitig eine Schließ-bzw. Offnungs- oder Spreizbewegung vermitteln, so daß
ihre Bewegung in einem geschlossenen Arbeitstakt erfolgt. Bei ihrer Abwärtsbewegung
spreizen sich die Greifhebel zunächst, fahren dann weiter parallel nach unten und
schließlich aufeinander zu (Schließbewegung). Auf diese Weise können sie die erste
auf dem Boden des Staplers ruhende Formengruppe ergreifen und hochheben, während
eine zweite Formengruppe den Platz der ersten einnehmen kann, dann die erste Gruppe
auf die zweite setzen, anschließend die zweite Gruppe erfassen und die beiden aufeinandersitzenden
Gruppen anheben usw., bis die gewünschte Anzahl gestapelt ist. Vorzugsweise werden
die Greifhebel von einem einzelnen Zylinder betätigt, so daß ihre Bewegungen vollkommen
synchron verlaufen.
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Erfindungsgemäß arbeitet die am anderen Ende der Transportkette befindliche
Abstapelvorrichtung nach dem gleichen Prinzip, jedoch in umgekehrter Taktfolge,
d.h. die Hebel schließen im Laufe ihrer Abwärtsbewegung, so daß der Arbeitstakt
der Klauen in umgekehrter Richtung zum Stapeltakt verläuft.
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Erfindungsgemäß umfassen die Hilfsmittel zur Beschickung der Stapelvorrichtung
mit Formensätzen einen kurzen Leerrollgang oberhalb und eine sogenannte Beschleunigungskette
unterhalb des Staplers, die eine obere und eine untere Stellung einnehmen kann und
mit ihrer Bahn in die Bewegungsebene der langsam laufenden Förderkette fällt. In
oberer Stellung befindet sich die Beschleunigungskette oberhalb und in unterer Stellung
unterhalb der Förderkette. Die Hilfsmittel zur Beschickung des Staplers umfassen
ferner ein Paar parallel zur Förderkette und zur Beschleunigungskette verlaufende
Gleitschienen, die ebenfalls eine obere und eine untere Stellung einnehmen können
und in oberer Stellung oberhalb und in unterer Stellung unterhalb der Förderkette
liegen.
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Erfindungsgemäß sind die Hilfsmittel zur Austragung von der Entstapelvorrichtung
sinngemäß die gleichen wie die zur Beschickung des Staplers, nur daß hier eine Austragung
vom Abstapler statt einer Einführung in den Stapler erfolgt.
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Die Wendevorrichtung, die aus einem Rahmengestell mit einer Achse
besteht, auf welcher zwei Wangen drehbar gelagert sind, enthält erfindungsgemäß
auf jeder dieser Wangen ein Paar U-förmige, mit Hilfe eines Kolbens und über einen
Hebel gegeneinander verfahrbare Gleitschienen, wobei der Antriebszylinder für diese
Gleitschienen durch die Drehachse der Wangen hindurch mit Druckluft versorgt wird.
Die Drehung
der Wangen erfolgt mit Hilfe eines Doppelzylinders
mit Zahnstange. Die Wendevorrichtung wird von einem Fördertisch mit Formensätzen
beschickt, während ein zweiter, dahinterliegender Fördertisch die Formensätze austrägt.
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Erfindunsgernäß dient dieser zweite Fördertisch gleichzeitig zur Beschickung
der Formstation. Diese enthält erfindungsgemäß in ihrem oberen Teil ein Paar Horizontalarme,
die das gewendete Kleinbehälter-Gespann an dessen BodeIiplatte festhalten können
und mit Rollen versehen sind, auf denen die Bodenplatten beispielswelse in Richtung
auf eine Umlauf-Förderkette für Behältergespanne bewegt werden. Im unteren Teil
enthält die Wendevorrichtung einen Hubtisch zur Beschickung einer Austragkette,
auf welche die nit Käseruch gefüllten Formensätze gelangen.
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Erfindungsgemäß ist in der ersten Ausführungsform die Möglichkeit
des Einbaus einer Station zwischen Stapler und Entstapler vorgesehen, auf welcher
diverse Arbeitsgänge an den Behältergespannen, z.B. Schneiden, vorgenommen werden
können. Dieser Station würde eine Abstapelvorrichtung mit anschließendem Fördertisch
voraufgehen und es würde sich an sie eine Stapelvorrichtung anschließen, der wiederum
ein Fördertisch voraufginge. Diese beiden Fördertische könnten eventuell zu einem
einzigen vereinigt werden.
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In der zweiten Ausführungsform kann diese zusätzliche Station im Förderweg
der Kette zwischen der letzten Abstapelvorrichtung und der Wendevorrichtung eingeschaltet
werden. Bei einer solchen Anordnung wäre gegebenenfalls der Einsatz eines zusätzlichen
Fördertisches hinter dem Entstapler erforderlich.
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Es folgt nunmehr eine eingehendere Beschreibung der vorliegenden Erfindung
anhand der Zeichnungen. Diese zeigen: Fig. 1 bis 5: Darstellung des stufenweisen
Verlaufs des erfindungsgemäßen Formverfahrens, d.h. in der Reihenfolge: - Milchgerinnung
in einem Kleinbehälter, - Aufsetzen einer Form mit Siebplatte, - Wenden, - Anheben
des Kleinbehälters und Absetzen des Käsebruchs, - Endzustand des Käsebruchs, Fig.
6 perspektivische Darstellung eines Kleinbehälter-Gespanns, Fig. 7 zwei Teilzellensätze
zur teilweisen Bildung von Formen für das in Fig. 6 gezeigte Behältergespann,
Fig.
8 bis 11 Darstellung entsprechend Fig. 2 bis 5, hier in Form eines Kleinbehälter-Gespanns,
Fig. 12 perspektivische Darstellung eines mit Abflußschlitzen versehenen Teilzellen-Formsatzes,
Fig. 13 perspektivisiche Darstellung von zwei quadratischen und mit Zentrierelementen
versehenen Teilzellensätzen, Fig. 14 Draufsicht eines Teilzellensatzes mit quadratischen,
an den Ecken abgerundeten Formen, Fig. 15 Draufsicht eines Teilzellensatzes mit
ovalen Formen, Fig. 16 perspektivische Darstellung der in Fig. 13 gezeigten Teilzellensätze
mit abgewandelten Zentrierelementen, Fig. 17 perspektivische Teilansicht einer Siebfolie,
Fig. 18 schematische Darstellung des Gerinnungsabschnittes einer mechanisierten
Straße zur Herstellung von Weichkäse, Fig. 19 schematische Darstellung einer zusätzlichen
Station (z.B. Schneidstation) zwischen der Auf- und Abstapelvorrichtung in einer
in Fig. 18 gezeigten Fertigungsstraße, Fig. 20 schematische Darstellung einer in
der in Fig. 18 gezeigten Fertigungsstraße hinter der Abstapelvorrichtung zwischengeschalteten
Schneidstation,
Fig. 21 Vorderansicht mit Teilschnitt einer Stapelvorrichtung
nach Fig. 18, Fig. 22 Seitenansicht mit Teilschnitt dieser Stapelvorrichtung, Fig.
23 Vorderansicht mit Teilschnitt einer Entstapelvorrichtung nach Fig. 18, Fig. 24
Seitenansicht der Wendevorrichtung nach Fig. 18, Fig. 25 Vorderansicht dieser Wendevorrichtung,
Fig. 26 Einzelansicht einer Wange der Wendevorrichtung nach Fig. 24, Fig. 27 Innenansicht
dieser Wange und Fig. 28 schematische Darstellung einer Schneidvorrichtung.
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Fig. 1 zeigt einen Milchgerinnungsbehälter, der im Gegensatz zu den
im allgemeinen etwa 100 1 fassenden und für zwanzig bis dreizig Einzelkäse ausreichenden
Behältern klein ist und deshalb mit Kleinbehälter bezeichnet wird. Der Kleinbehälter
10 besteht aus einem Zylindermantel 11, der auf der mit dem umlaufenden Rand 13
versehenen Grund- oder Bodenplatte 12 befestigt ist. Dieser Behälter 10 ist nicht
gelocht. Er ist mit Käselab, Ferment und dann fast bis zum Rand mit der erforderlichen
Menge Milch gefüllt worden, wobei sein Fassungsvermögen dementsprechend vorgesehen
ist. Sein Durchmesser ist etwas kleiner als der des herzustellenden Käses. Wenn
die Milch geronnen ist, bildet sie eine weiche Masse 14.
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In Fig. 2 ist über den Behälter 1o ein Zylinder 20 gestülpt und das
Ganze mit einer Platte 30 abgedeckt worden, die eventuell in bekannter Weise mit
einem Siebelement versehen ist. Der Zylinder 20 weist gegebenenfalls Löcher auf,
da er als Gießform für den Käse bestimmt ist.
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Fig. 3 zeigt den gleichen Formensatz wie in Fig. 2, jedoch nach einer
ganzen Wendung, die zwar sanft, aber ohne besondere Vorsichtsmaßnahmen durchgeführt
werden kann. Der Formensatz ruht jetzt auf der Platte 30, während der Boden 12 des
Behälters 1o nach oben zeigt.
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Der nächste Arbeitsgang besteht erfindungsgemäß im Anheben des Kleinbehälters
10 mit dem Ziel, ihn schließlich ganz aus der Form 20 herauszuziehen. Fig. 4 zeigt
den Beginn dieses Arbeitsganges. Die Quarkmasse 14 gelangt unten in einen Raum,
der größer ist als der bisherige Behälter, setzt sich nach und nach in diesem Raum
ab und bildet bei 17 eine Art umgekehrten Pilzkopf. Im Laufe dieses stufenweisen
Absetzens und Schichtens wird das Netzgefüge der Quarkmasse teilweise gebrochen,
ohne dabei wirklich zerrissen zu werden. Wenn das Verhältnis der Innendurchmesser
zwischen dem Behälter 1o und der Form 20 sorgfältig gewählt wird, ist die Wirkung
offensichtlich vergleichbar mit derjenigen, die beim Schöpfen des Käsebruchs von
Hand aus einem größeren Behälter und Tiandvergießen ndch der herkömmlichen 11methode
erzielt wird. Die
Größe dieses Durchmesserverhältnisses kann sich
nach technischen Gesichtspunkten des Käsefabrikanten und natürlich nach der Art
der zu produzierenden Käse richten.
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Als Anhaltspunkt kann der Durchmesser der Form mit 1o - 30% größer
als der Durchmesser des Kleinbehälters angegeben werden.
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Fig. 5 zeigt die Form 20, die mit Käsemasse gefüllt ist und auf der
Platte 30 ruht, während der Kleinbehälter ganz nach, oben herausgezogen worden ist.
Die Käsemasse 14 hat im Querschnittverhältnis zwischen Behälter und Form an Höhe
verloren. Die weitere Formgebung und Reifung erfolgt in der üblichen Weise.
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Fig. 6 zeigt ein aus zwanzig Kleinbehältern 16 gebildetes Gespann
116, das auf der rechteckigen Platte 15 befestigt ist. Diese Befestigung kann durch
Schweißen erfolgen. Jeder einzelne hat die Größe des Kleinbehälters 1o in Fig. 1
und entspricht in seinem Fassungsvermögen der Milchmenge, die für eine bestimmte
Käsesorte erforderlich ist.
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Unter dem Behältergespann 116 befindet sich die Platte 32, die eventuell
mit einem Abtropfsieb 33 versehen ist und deren Verwendung später beschrieben wird.
Das Kleinbehälter-Gespann kann für runde, ovale und viereckige Formen verwendet
werden.
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Fig. 7 zeigt zwei Teilzellensätze 21 und 22, deren Formzellen 26 dem
Durchmesser der Form 20 in Fig. 2 entsprechen. Die
Teilzellensätze
21 und 22 werden vorteilhaft aus Kunststoff hergestellt, und zwar entweder durch
Spritzen in einem Block oder durch die Herstellung von Einzelelementen, beispielsweise
in Reihe, und Zusammenkleben dieser Elemente, oder durch die Herstellung und das
Zusammenkleben von einzelnen Zellen wie die Zelle 26. Dieses Verfahren ist nach
dem Stand der Technik bekannt und mit Ausnahme eines später erläuterten baulichen
Merkmals nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
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Zur Herrichtung einer Formengruppe wird das Behältergespann 116 auf
die Platte 32 gestellt und der Teilzellensatz 21 so darübergestülpt, daß er auf
der Platte 15 aufliegt und die einzelnen Kleinbehälter am Fuß umschließt. Dann wird
der zweite Teilzellensatz 22 auf den Satz 21 und eine Anzahl weiterer Teilzellensätze
dazu gestapelt, bis die Höhe der Kleinbehälter erreicht ist.
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Die Formengruppe ist nunmehr bereit zur Aufgabe in eine Füllstation,
wo Käselab, Fermente und Milch entweder einzeln oder in einer Batterie zugemessen
werden. Derartige Dosieranlagen sind nach dem Stand der Technik bekannt und nicht
Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
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Nach dem Durchlaufen der Füllstation werden die Formengruppen zwischengelagert
für die Zeitdauer, die zum Gerinnen der Milch benötigt wird.
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Nach dem Verquarken der Milch durchlaufen die Formengruppen eine Wendestation,
wobei zum Wenden eine weitere Platte aufgesetzt werden muß.
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Fig. 8 zeigt eine Formengruppe, die aus der Platte 32 nach Fig. 6,
dem gefüllten Kleinbehälter-Gespann 116, fünf gestapelten Teilzellensätzen 21 -
25 und der obenauf liegenden Platte 31 besteht. Wenn die Milch in den Kleinbehältern
geronnen ist, wird von Hand oder vorzugsweise mit an sich bekannten mechanischen
Hilfsmitteln ein erstes Wenden vorgenommen, worauf sich die Formengruppe in der
in Fig. 9 gezeigten Stellung befindet, in welcher die Platten 32 und 15 oben und
die Platte 31 unten liegen.
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Anschließend wird die Platte 32 abgenommen und verbleibt zur weiteren
Verwendung auf der Wendestation. Das Behältergespann 116 wird nach und nach abgehoben
(Fig. lo) und dabei stets waagerecht gehalten. Bei diesem Arbeitsgang erfolgt der
Bruch der Käsemasse wie beim Handschöpfverfahren, wenn dieses von einem erfahrenen
Fachmann angewendet wird.
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Wenn das Behältergespann 116 ganz herausgezogen worden ist, liegt
der Zustand nach Fig. 11 vor. Jetzt kann der Teilzellensatz 21 abgenommen und nach
dem Reinigen in den Arbeitsprozeß zurückgeführt werden.
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Der Käse beginnt nunmehr abzutropfen und im Zuge dieses Abtropfens
werden nach und nach die Teilzellensätze 22 und 23 abgenommen und zur Wiederverwendung
hergerichtet. Das Abnehmen eines Teilzellensatzes in dem Augenblick, wo die Masse
an dem unmittelbar darunterliegenden Teilzellensatz angelangt ist, wird vorzugsweise
zusammen mit einer Wendung vorgenommen, die unter günstigen Bedingungen erfolgen
kann, weil in diesem Augenblick kein oder nur wenig freier Raum unter der Käsemasse
vorhanden ist.
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Um dieses Wenden von Hand oder mit an sich bekannten mechanischen
Mitteln unter günstigen Bedingungen vornehmen zu können, müssen die gestapelten
Formzellensätze gut zwischen den Bodenplatten festgehalten werden. Ferner müssen
die einzelnen Teilzellensätze untereinander durch entsprechende Zentrierelemente
gut fixiert sein. Fig. 7 zeigt bei 27 und 28 zwei Zentriernocken in gleicher Diagonalrichtung
am Teilzellensatz 21, die in die Vertiefungen 127 und 128 im Teilzellensatz 22 eingesteckt
werden. Letzterer ist auf seiner Unterseite und daher in der Abbildung nicht sichtbar
mit zwei Nocken versehen, die ebenfalls in einer Diagonalrichtung angelegt sind
und beim Zusammensetzen der Sätze 22 und 21 mit der Aussparung 129 im Satz 21 in
Eingriff gebracht werden.
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Die Teilzellensätze 21 und 22 sind in ihrer geometrischen Iorm gleich.
Dadurch, daß der eine gegenüber dem anderen
gewendet wird, kreuzen
sich die beiden besagten Diagonalen, und keiner der Zentriernocken 27 und 28 steht
vor, wenn die beiden Teilzellensätze zusammengefügt werden. Mit einer einzigen Teilzellentype
einschließlich der Zentriernocken lassen sich somit Formengruppen zusammenbauen,
die leicht gewendet werden können, wobei natürlich Voraussetzung ist, daß sie mindestens
zwei Teilzellensätze enthalten.
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In Fig. 12 sind die runden Formen 34 des Teilzellensatzes an bestimmten
Stellen so zusammengefügt, daß die Zwischenräume 35 entstehen. In diese Zwischenräume
munden die kleinen Schlitze 36, die zusammen mit den Zwischenräumen Kanäle zum besseren
Abfluß des Molkenwassers bilden.
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In Fig. 13 bestehen die beiden Teilzellensätze 37 und 38 aus einer
Anzahl quadratischer Formen 39 mit je vier scharfen Ecken 40. Die in der Form befindliche
Quarkmasse kann infolge eines gewissen, im wesentlichen auf ihre Viskosität zurückzuführenden
Widerstandes gegen Verformung, gegen die Oberflächenspannung, gallertartige Struktur
usw., in den scharfen Ecken 40 nicht bis zum Boden gelangen, sondern bildet darin
eine Aufwölbung oder Abrundung, so daß in diesen Ecken ein Hohlraum entsteht, durch
welchen das Molkenwasser abfließen kann. Jeder Teilzellensatz ist auf der einen
Seite mit zwei Stiften 41 in einer Diagonalrichtung und mit zwei Löchern 42 in der
anderen Diagonalrichtung, und auf der anderen Seite mit vier mit den Stiften und
Löchern auf der einen Seite
fluchtenden Bohrungen 43 versehen.
Diese Stifte und Löcher stellen die Zentrierelemente der Formensätze dar.
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Der Teilzellensatz in Fig. 14 besteht aus quadratischen Formen 50
mit den abgerundeten Ecken 51. Da in diesen abgerundeten Ecken das Molkenwasser
nicht wie in den scharfen Formecken abfließen kann, sind hier die Kanäle 52 und
die Schlitze 53 für den Molkenwasserablauf vorgesehen.
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In Fig. 15 besteht der Teilzellensatz aus den ovalen oder elliptischen
Formen 55, während die Zwischenräume 56 Abflußkanäle für das Molkenwasser bilden,
das aus den Schlitzen 57 zufließt. Für ovale Formen mit schwacher Elliptizität (hierunter
ist das Verhältnis zwischen dem größeren und dem kleineren Durchmesser der Ellipse
zu verstehen) können runde Kleinbehälter verwendet werden, wogegen bei starker Elliptizität
der Formen vorzugsweise Kleinbehälter einzusetzen sind, die selbst einen elliptischen
Querschnitt haben.
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Fig. 16 zeigt zwei Teilzellensätze wie diejenigen in Fig. 13, wobei
die Zentrierelemente aus den diagonal gegenüberliegend angeordneten Winkelstücken
60 bestehen, die von der gleichen Seite des Teilzellensatzes aus vorspringen. Die
darunterliegenden Teilzellensätze des Formenstapels (in der Zeichnung nicht gezeigt)
sind in gleicher Lage wie der Teilzellensatz 61 ausgerichtet, Der obere Teilzellensatz
62 ist gegenüber dem Teilzellensatz
61 gewendet, so daß die Winkelstücke
60 des Satzes 62 sich über die freien Ecken 63 des Teilzellensatzes 61 schieben
können. Auf diese Weise steht kein Winkelstück oberhalb und unterhalb einer aus
mindestens zwei Teilzellensätzen bestehenden Formengruppe vor. Durch diese Abwandlung
der Zentrierelemente an den Teilzellensätzen sollen die Möglichkeiten verdeutlicht
werden, die einem Fachmann zum Zusammenbau und zur Fixierung von Formsätzen zu Gebote
stehen, ohne daß dabei vom Grundgedanken der Erfindung abgewichen wird.
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Das in Fig. 17 gezeigte Siebelement besteht aus einer gelochten Kunststoffolie,
vorzugsweise aus Polypropylen, mit der Dicke e = 2 mm, dem Lochdurchmesser d = 1,6
mm und der Lochteilung I = 5,2 mm. Die Löcher können in einem versetzten Fünfersystem
oder in einem symmetrischen Sechskantsystem angeordnet werden; diese Angaben dienen
lediglich als Beispiel, wobei die angestrebten Eigenschaften der Lochfolie nur wenig
beeinflußt werden wenn bezüglich der gelochten Fläche im Verhältnis zur Gesamtfläche
innerhalb einer Spanne von 1/2 bis 1/5 geblieben wird, Der in Fig. 18 gezeigte Gerinnungsabschnitt
einer mechanisierten Straße zur Weichkäseherstellung in den Formengruppen 71 besteht
im wesentlichen aus dem Fördertisch 72 zur Beschickung der Dosierstation 73 mit
Formengruppen zwecks Zumessen des Käselabs und der Fermente, dem Fördertisch 74
zur Austragung
aus der Dosierstation und Beschickung der Stapelvorrichtung
76, einem kurzen Rollgang 78 zwischen dem Fördertisch 74 und der Stapelvorrichtung
76 zum Weiterschieben der Formengruppen vom Tisch 74 auf eine fluchtend zur Stapelvorrichtung
76 angeordnete Beschleunigungskette 79, der langsam laufenden Förderkette 75zum
Transport der Formgruppenstapel 710 aus der Stapelvorrichtung 76 innerhalb einer
festgesetzten Zeit, wobei diese Kette nicht unbedingt geradlinig angeordnet, sondern
auch winklig umgelenkt sein kann, einer Entstapelvorrichtung 77 mit der Austrag-Beschleunigungskette
80 und dem kurzen Rollgang 81 zur einzelnen Beförderung der Formengruppen zu dem
Fördertisch 82, einer von diesem Tisch aus beschickten Wendevorrichtung 83 mit Austragtisch
84 mit gewendeten Formengruppen beschickt wird und dazu dient, die Formensätze und
Behältergespanne zu trennen und jeweils an ihre Bestimmungsorte weiterzuleiten.
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Die auf dem Gerinnungsabschnitt der Straße ablaufenden Funktionen
entsprechen den anhand der Fig. 1 bis 5 und 8 bis 11 beschriebenen Arbeitsgängen,
insbesondere die auf der Dosierstation 73 erfolgende Bestandteilzumessung, die auf
der langsam laufenden Förderkette 75 erfolgende Gerinnung, das auf der Station 83
erfolgende Wenden der Formengruppe und Überlaufen des Käsebruchs aus den Kleinbehältern
in die darübergestülpten Formen, und schließlich das Herausziehen der Kleinbehälter
auf der Formstation 85.
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Der Nutzen der Auf- und Abstapelvorrichtungen liegt darin, daß sie
bei einer vorbestimmten Gerinnungszeit eine geringere Länge der Förderkette ermöglichen,
wenn die Behältergespanne, beispielsweise zu je fünf, gestapelt werden.
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Der Nutzen der Rollgänge 78 und 81 sowie der Beschleunigungsketten
79 und 80 ergibt sich aus der Tatsache, daß es mechanisch nicht möglich ist, die
Gespanne mit Hilfe der Fördertische 74 und 82 in die Stapelvorrichtung aufzugeben
oder aus dem Abstapler auszutragen.
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Es ist zu bemerken, daß die Fördertische 72, 74, 82 und 84 sowie die
weiteren nachfolgend genannten vorzugsweise in gleicher Asführung gehalten werden,
beispielsweise wie in der Patentanmeldung vom 16.1.1970 für eine"Vorrichtung zum
Auf- und Abstapeln von Platten mit darauf befindlichen Objekten" beschrieben.
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Fig. 19 zeigt eine Variante der mechanisierten Produktionsstraße gemaß
einer Abwandlung des Verfahrens, nämlich das "Schneiden" des Käsebruchs im Laufe
der Versäuerung, wobei in die Bahn der Kette 75 zwischen der Stapelvorrichtung 76
und der Entstapelvorrichtung 77 ein Abstapler 107, eine von dem Fördertisch 88 aus
beschickte und entleerte Schneidstation 86 und ein Stapler 1o6 eingebaut wird.
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Fig. 20 zeigt eine weitere Variante der mechanisierten Produktionsstraße
geht einer Abwandlung des Verfahrens, nämlich das Schneiden des Käsebruchs kurz
vor dem Wenden, wobei eine durch ihren eigenen Fördertisch 90 beschickte und ausgetragene
Schneidstation 89 zwischen den Abstapler 77 und den Fördertisch 82 nach Fig. 18
eingebaut wird.
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In den Figuren 21 und 22 besteht eine erfindungsgemäße Stapelvorrichtung
aus einem Gestell mit den vier senkrechten Ständern 121 und 122, wobei der Ständer
121 vorne links und der Ständer 122 hinten rechts liegt (letzterer nicht sichtbar,
weil der mit dem Ständer 121 symmetrisch liegende Ständer vorne recnts weggelassen
ist). Die Ständer sind durch die oberen Querstreben 123 verbunden. Die beiden leicht
gekrümmten Hebel 124 und 125 (hiervon nur Hebel 125 in Fig. 21 gut im Profil sichtbar,
da der rechte vordere, dem Ständers21 entsprechende Ständer abgenommen ist) sind
an ihren unteren Enden mit den Horizontalschiebern 126 und 126' versehen, welche
Greifklauen bilden. Die Hebel 125 sind an ihrem oberen Ende an einer waagerechten
Achse 130 befestigt, die xbeiderseits mit den Köpfen 131 und 132 versehen ist, die
in den senkrechten, an einem Ständer montierten U-Schienen 133 geführt werden.
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Diese Führungsschienen werden vorzugsweise aus Nylon hergestellt (in
Fig. 22 ist die Führung 133 in Längsrichtung geschnitten, Art den Kopf 132 besser
zu zeigen). Die beiden
Achsen 130 sind an eine Schubgabel 134 angelenkt.
Die Hebel 125 sind in Höhe ihrer Krümmung mit einer waagerechten Kurvenachse 135
versehen, die an ihren Enden die Fahrungsrollen 136 trägt, die in den Kurvenschlitzen
137 laufen.
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Diese Kurvenschlitze werden durch den vorhandenen Abstand zwischen
den Schwenkkurven 138, den Ständern 121 und 122 und den Bogen 139 gebildet. Die
Kipp- oder Schwenkbewegung der Kurve 138 wird in einer Richtung durch die hochfahrende
Rolle 136 und in der anderen Richtung durch das Gegengewicht 140 bewirkt.
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Die Taktbahn der Rollen 136 ist leicht zu erkennen, wenn diese sich
wechselweise auf dem Ständer 121 aufwärts und in dem Kurvenschlitz 137 abwärts bewegen,
woraus sich die ebenfalls taktweise Funktion der Greifklauen 126 und 126' ergibt.
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Die Auf- und Abwärtsbewegungen der Hebel 124 und 125 werden durch
einen einzelnen Treibzylinder 147 bewirkt, dessen Kolben über einen Gabelkopf 148
die beiden Kurbeln 149 betätigt, die bei 150 drehbar gelagert sind. Diese Kurbeln
wirken auf die Schubgabeln 134 und bewegen die Achsen 130 senkrecht auf und ab.
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Am Boden der Stapelvorrichtung (Fig. 21) sind im Schnitt die beiden
Stränge 141 der langsam laufenden Förderkette 75 nach Fig. 19, die beiden Stränge
142 der Beschleunigungskette
79 nach Fig. 18 und zwei Anschläge
143 zu sehen. Diese Elemente bilden die Hilfsmittel zur Beschickung der Stapelvorrichtung.
Die Beschleunigungskette 79 kann durch nicht gezeigte Hilfsmittel senkrecht in einem
kurzen Hub verstellt werden, während die Anschläge 143 durch die aufblasbaren Schläuche
144 vertikal verstellbar sind.
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In Fig. 21 befinden sich die Kettenstränge 142 und die Anschläge 143
in oberer Stellung und man sieht von oben nach unten: die Stränge 142 der Beschleunigungskette,
die Anschläge 143 und die Stränge 141 der Kette 75.
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Unter Hinweis auf die Fig. 18, 21 und 22 kann die Funktion der Stapelvorrichtung-
wie folgt beschrieben werden: Nach Durchlaufen der Dosierstation 73 wird die Formengruppe
71 durch den Tisch 74 auf den Rollgang 78 befördert. Wenn die nächste Gruppe auf
diesem Wege nachfolgt, schiebt der Tisch 74 die erste Gruppe über den Rollgang 78
zur Beschleunigungskette 79, die sie zum Boden der Stapelvorrichtung hin so lange
mitnimmt, bis die Anschläge durch Aufblasen der Schläuche 144 angehoben werden und
die Formengruppe anhalten. Während dieser Zeit werden die voraufgegangenen, bereits
gestapelten Formgruppen von den Greifklauen 126 und 126' des Staplers erfaß-t und
abgehoben, so daß der Platz für die nächste Gruppe freigemacht wird. Wenn die neu
zugeführte Gruppe arretiert ist, treten die Hebel der Stapelvorrichtung unter dem
Antrieb
des Zylinders 147 in Tätigkeit, setzen die schon gestapelten
Gruppen auf die neu hinzugekommene, erfassen die letztere von unten und heben das
ganze Paket hoch, so daß Platz für eine neu einlaufende Gruppe freigemacht wird.
Wenn die letzte Formengruppe eines Stapels am Boden des Staplers 76 angelangt ist,
kommen die Staplerhebel zum Stillstana. Die Beschleunigungskette 79 und die Anschläge
143 werden abgesenkt und das Paket 710 (Fig. 18) auf den Strängen 141 der langsam
laufenden Kette 75 wird ausgefahren; dann geht die Beschleunigungskette 79 wieder
in obere Stellung und es wird ein neuer Arbeitstakt des Stapelns eingeleitet.
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Alternativ kann das Formenpaket durch die Beschleunigungskette zur
langsam laufenden Förderkette hin ausgetragen werden, wodurch die Austragungszeit
für das Formenpaket abgekürzt werden kann Fig. 23 zeigt eine Abstapelvorrichtung,
deren Einzelteile im wesentlichen denjenigen der vorstehend beschriebenen Stapelvorrichtung
entsprechen und die daher keiner umfassenden Erläuterung bedarf. Sie unterscheidet
sich von der Stapelvorrichtung durch die Kurve 152 und die Bewegungen der Hebel
153 und 154 (der Hebel 154 ist durch Weglassung des vorderen rechten Ständers in
der Abbildung sichtbar gemacht). Die Kurve 152 wird normalerweise durch das Gegengewicht
158 gegen den Ständer 155 gedrückt. Die hochfahrende Rolle 157 nimmt die Kurve 152
mit und schiebt sie, im Schlitz 156 der Führung 159 geführt, von dem Ständer 155
weg. Die Abwärtsbewegung der
Rolle 156 erfolgt zwischen der Kurve
152 und dem Ständer 155.
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Daraus ist zu erkennen, daß die Aufwärtsbewegung der Rollen 157 einer
Öffnungsbewegung entspricht, wobei die Hebel 153 und 154 nach oben bewegt werden,
nachdem sie die Unterplatte des Formenpakets auf die Anschläge abgesetzt haben,
die zwar nicht gezeigt, aber sinngemäß mit den Anschlägen 143 der Stapelvorrichtung
gleich sind. Es ist zu bemerken, daß die Hochfahrbewegung der Rollen vertikal über
eine kurze Strecke erfolgt, die den Erfassen und Anheben einer Formenpaketplatte
entspricht (der zweiten von unten), während die untere Platte nach dem Absenken
der Anschläge durch die Beschleunigungskette ausgetragen werden kann. Die Abwärtsbewegung
der Rollen entspricht dem Abstellen des restlichen Formenpakets auf die Anschläge.
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In den Fig. 24 bis 27 besteht die Wendevorrichtung als Hauptelement
einer Wendesation aus einer Trommel 160 mit zwei Seitenwangen 161, die durch die
Stäbe 162 verstrebt und um die Achse 163 in vertikaler Ebene drehbar sind. Diese
Wangen bestehen vorzugsweise aus einem Kunststoff, z.B. Nylon, um ihr Trägheitsmoment
zu verringern und ihre Bewegung weicher zu gestalten. Auf der Innenseite der Wangen
sind Hilfsmittel zum Einspannen von Grundplatten in Form von U-förmigen Gleitschienen
166 und 167 angeordnet, die parallel in eine Arbeitsstellung (in Fig. 27 strichpunktiert
angedeutet) aufeinander zugefahren und in eine Ruhestellung (in Fig. 27 in durchgezogenen
Linien
angedeutet) gespreizt werden können, da sie schwenkbar auf den Gelenkbolzen 168
und 169 gelagert sind und durch den einzelnen Hebel 17c paarweise bewegt werden
(Fig.24 und 26). Der Hebel 17c, dessen Darstellung in Vollinien der Spannstellung
der Gleitschienen entspricht, ist in Fig. 26 auch strichpunktiert gezeigt. Sein
Antrieb erfolgt durch den einzelnen Arbeitszylinder 171, wobei die Schubstangen
172 und 173 über die Gelenke 174 und 175 auf das eine Ende der Gleitschienen 166
und 167 wirken. In Fig. 25 steuert ein Doppelzylinder 177 mit Zahnstange die Schwenkbewegung
der Trommelwangen jeweils um 1800 in der einen oder anderen Richtung. Die Lager
178 und 179 sind so ausgelegt, daß Druckluft durch die Achsen den Arbeitszylindern
zum Spannen der Gleitschienen zugeführt werden kann.
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Der Funktionsablauf beim Wenden ist wie folgt: Der Fördertisch schiebt
eine Formengruppe auf einer mit Siebfolie versehenen Grundplatte in die unteren
Gleitschienen 167 ein. Dann wird eine gleiche Platte aufgelegt und zwischen die
oberen Gleitschienen 166 geschoben. Diese Platte ist ebenfalls mit einer Siebfolie
versehen, die ziemlich knick- und biegesteif sein muß, damit sie beim Umdrehen der
Platte flach liegenbleibt. Eine diese Bedingungen erfüllende Siebfolie ist vorstehend
unter Hinweis auf Fig. 17 beschrieben worden.
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Dann werden die Gleitschienen 166 und 167 in Arbeitsstellung (Spannstellung)
gebracht. Die obere Platte deckt dabei mit ihrer Siebfolie das Behältergespann ab,
da eine leichte Schräglage
vorhanden ist (strichpunktierte Linien
in Fig. 26 und 27).
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Unter dem Antrieb des Doppelzylinders 177 erfolgt nunmehr das Wenden,
so daß die obere Platte zur unteren wird. Dann werden die Gleitschienen in Ruhestellung
(Losstellung) gebracht und die obere Platte, die vorher die untere war, wird von
dem Behältergespann abgenommen. Ein Fördertisch (Tisch 74 in Fig. 18) kann dann
die auf einer Platte ruhende Formengruppe aus den Gleitschienen herausfahren, die
erneut zur Aufnahme der nächsten Gruppe bereitsind. Die Bewegungen des Sendens sowie
des Spannens und Entspannens der Gleitschienen erfolgen pneumatisch und werden so
gesteuert, daß sie schnell und gleichzeitig sanft verlaufen, damit die Käsemasse
in den Behältern keinen Stößen ausgesetzt wird.
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Fig. 28 zeigt teilweise eine Schneidstation mit einer Reihe von Schneidaggregaten
181. Jedes dieser Schneidaggregate 181 besteht aus einer senkrechten Welle 182,
die mit einem der Tiefe der Kleinbehälter 184 zumindest gleichen Hub auf und ab
bewegt werden kann und in diesen Behältern um 3600 drehbar ist. Auf dieser Welle
sind die Messer 183 senkrecht zur Welle und parallel in gleichmäßigen Abständen
angeordnet; ihre Anzahl ist vorzugsweise drei bis sechs und entspricht der Anzahl
der Kellenfüllungen, die nach dem alten Schöpfverfahren zum Füllen einer Abtropfform
benötigt werden. Die Welle 182 dient zum Eintauchen in einen mit Käsebruch gefüllten
Kleinbehälter und zum Zerteilen der Masse 185 in
zylindrische Teilstücke,
um dem Abtropf- und Formverfahren nach der herkömmlichen Methode weitgehend zu entsprechen.
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Patentansprüche