DE2221502C3

DE2221502C3 - Küchenmaschine mit angetriebenem Messerstern und antreibbarem Mischgefäß

Info

Publication number: DE2221502C3
Application number: DE19722221502
Authority: DE
Inventors: Shigeo Ohtaku Tokio Hirosawa (Japan)
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-02-25
Filing date: 1972-05-02
Publication date: 1975-02-06
Also published as: DE2221502B2; DE2221502A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Küchenmaschine mit einem motorisch angetriebenen Messerstern mit raumfester Drehachse, der von oben in ein motorisch antreibbares Mischgefaß hineinragt.

Bei den bekannten Küchenmaschinen dieser Art werden eine Flüssigkeit und das zu zerkleinernde Material in das Mischgefaß gegeben. Dort wird ihm von dem umlaufenden Messerstern eine Drehbewegung mitgeteilt, wodurch das Material infolge der Zentrifugalkraft zur Innenwand des Gefäßes wandert. Demgemäß haben die bekannten Küchenmaschinen den Nachteil, daß der größere Teil des Materials von dem Messerstern wegstromt, weshalb der Wirkungsgrad gering ist und das Material nicht gleichmäßig verwirbelt werden kann.

Wenn ferner ein Material hoher Zähigkeit oder hoher Dichte in einem normalen Mixer zerkleinert oder vermischt werden soll, bleibt ein großer Teil des Materials an der Innenwand des Gefäßes als klebriger Überzug haften oder trennt sich von der Flüssigkeit. Es gibt also Stoffe, deren Verarbeitung in den bekannten Küchenmaschinen unbefriedigend bleibt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Küchenmaschine in der in Rede stehenden Gattung zu schaffen, bei der nach Möglichkeit das gesamte im Mischgefaß befindliche Rührgut in den Wirkungsbereich des Messersterns gelangt und ein Anhaften des Rührgutes an der Wand des Gefäßes vermieden wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Mittelachse des Mischgefäßes in einer kreisförmigen Bahn um die raumfeste Drehachse bewegbar ist und das Mischgefaß an einer Eigendrehung gehindert ist.

Nach einem zweiten Lösungsweg ist die Mittelachse des Mischgefäßes in einer kreisförmigen Bahn um die raumfeste Drehachse bewegbar, und das Mischgefäß dreht sich während eines vollständigen Umlaufs um die raumfeste Drehachse weniger als einmal um die eigene Mittelachse.

Selbstverständlich ist die Umlaufbahn des Gefäßes stets so gewählt, daß der Messerstern desselben nicht mit den Wänden desselben in Berührung kommen kann.

Die Ansprüche 3 bis !0 haben weitere zweckmäßige Ausgestaltungen des Gegenstandes des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 2 zum inhait.

Da die Küchenmaschine nach der Erfindung so ausgebildet ist, daß das Mischgefäß während des Betriebs eine kreisförmige Umlaufbewegung ausführt, jedoch gegen Drehungen um die eigene Achse gefesselt ist, streicht der Messerstern verhältnismäßig nah an der innenwand des Mischgefäßes vorbei. Infolgedessen wird die von der Zentrifugalkraft herrührende Materialströmung unregelmäßig, beispielsweise turbulent, und das Material nahe der Innenwand des Mischgefäßes wird nacheinander kräftig durchgemischt. Demgemäß ergibt sich eine ausgezeichnete Verkleinerungs- und Mischwirkung auch bei Stoffen mit hoher Viskosität und großem spezifischen Gewicht. Es wird ständig eine Wirbelströmung erzeugt, die gegen die innenwand des Gefäßes stößt und an dieser zur Gefäßmitte umgelenkt wird, so daß das Material stets zum Messerstern zurückkehrt, ohne an der Innenwand zu haften. Dies gilt insbesondere, wenn die Umlaufgeschwindigkeit des Gefäßes verhältnismäßig hoch gewählt wird, da sich dann das Material immer wieder in der Mitte des Gefäßes sammelt und dort von dem Messerstern erfaßt wird.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend an Hand der Zeichnung beschrieben. Hierin sind

F i g. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Küchenmaschine,

F i g. 2 ein Schnitt längs der Linie X-X' in Fig. 1,

F i g. 3 ein Grundriß zur Erläuterung der Umlaufbewegung des Mischgefäßes in F i g. 1,

F i g. 4 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer anderen Ausführungsform der Erfindung,

F i g. 5 eine isometrische Darstellung einer weiteren Ausbildung der Fesselung,

F i g. 6 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,

F i g. 7 ein Schnitt längs der Linie Y-Y' in Fig. 6,

F i g. 8 ein Grundriß zur Erläuterung der Umlaufbewegung des Mischgefäßes in F i g. 6,

Fig. 9 unci 10 teilweise geschnittene Seitenansichten weiterer Ausführungsformen der Erfindung,

F i g. 11 ein Schnitt längs der Linie Z-Z' in Fig. 10,

Fig. 12 ein Grundriß zur Erläuterung der Umlaufbewegung des Mischgefäßes in F i g. 10,

Fig. 13 eine Teildarstellung einer weiteren Ausführungsform des Gefäßantriebs von der Seite,

Fig. 14 eine Draufsicht einer weiteren Ausführungsform des Gefäßantriebes und

Fig. 15 eine isometrische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Fesselung.

Die in Fig. 1 bis3 dargestellte Küchenmaschine besitzt ein Mischgefäß 4, das an seiner Oberseite geöffnet und an seiner Unterseite geschlossen ist. In das Mischgefäß ragt von oben ein Messerstern 1, der über eine Antriebswelle 3 mit einem Motor 2 verbunden ist, der an einem nicht dargestelllen Gestell befestigt ist. Der Messerstern kann in der bei Mixern bekannten Weise ausgebildet sein.

Das Gefäß 4 ist unter seinem Boden mit einer mittig angebrachten Lagermuffe 5 versehen, die über ein Lager 12 auf einer Welle 6 sitzt. Die Welle 6 ist exzentrisch an der Antriebswelle Ta eines am Maschinengestell befestigten Motors 7 befestigt. Wenn also der "Motor 7 läuft, beschreibt die Mittelachse des Mischgefäßes 4 eine Kreisbahn um die Achse der Antriebswelle 7 a. _i

Neben dem Mischgefäß 4 befindet sich eine Sau.c 11 mit raumfester Achse, die über einen Arm 10, ein Kugelgelenk 9 und ein Hohlkugelsegment 8 mit dem Mischgefäß4 verbunden ist. Das Segments ist an der Außenwand des Mischgefäßes befestigt, während der ίο Gelenkkopf 9 α des Kugelgelenks 9 in eine Stange 9 b übergeht, die längsverschiebbar in den Arm 10 eingreift. Der Arm" 10 ist vertikal und horizontal schwenkbar mit der Säule 11 verbunden.

Wenn die Motoren 2 und 4 eingeschaltet sind,

dreht sich der Messerstern 1 im Mischgefäß 4, und das Gefäß 4 läuft in einer kreisförmigen Bahn um,

die durch die Bahn A der Antriebswelle Ta (Fig. 3) bestimmt wird. Eine Drehung des Gefäßes 4 um

seine eigene Achse wird jedoch durch die Fesselung,

bestehend aus dem Segment 8, dem Gelenk 9, dem Arm 10 und der Säule 11, verhindert.

Diese rein translatorische Bewegung wird an Hand der Fig. 3 noch näher erläutert. Die exzentrische Welle 6 durchläuft den Kreis/i mit der Antriebswelle Ta als Mittelpunkt durch die Punkte A₁, A.,, A₃ und A₄. Da das Gefäß 4 von der exzentrischen Welle 6 mitgenommen wird, durchläuft das Segmente, das den Gelenkkopf 9 a umschließt, die Punkte P₁, P₂, P₃ und P₄ auf einem Kreis P mit dem gleichen Durchmesser wie der Kreis A. Demgemäß können das Kugelgelenk 9 und der Arm 10 so bemessen werden, daß die Abstandsänderung des Segmentes 8 von der Säule 11 durch die Verschiebung der Achse 9 b ausgeglichen wird und daß die Winkeldrehung des Kugelgelenks 9 durch die Drehung des Armes 10 ausgeglichen wird. So beschreibt das Mischgefäß 4 eine drehungsfreie Umlaufbewegung um die exzentrische Achse 7 a.

In der Ausführungsform nach F i g. 4 führt das Mischgefäß 4 beim Antrieb durch den Motor 7 eine Taumelbewegung aus. Die exzentrische Welle 6 ist hierzu mit der Antriebswelle 7 α unter einem kleinen Neigungswinkel verbunden, während die Lagerschale 5 wie vorher parallel zur Achse des Gefäßes 4 angeordnet ist. Infolgedessen führt das Mischgefäß 4 die erwähnte Taumelbewegung aus.

Fig. 5 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel für die Fesselungsvorrichtung. Diese besteht aus vier Säulen 11, die rings um das Mischgefäß 4 angeordnet so und über Schraubenfedern 13 mit demselben verbunden sind. Das Gefäß kann also unter Antrieb durch den Motor 7 die oben beschriebene Umlauf- oder Taumelbewegung ausführen, ohne sich drehen zu können.

Eine weitere Ausführungsform der Fesselungsvorrichtung ist in Fig. 6 dargestellt. Sie besteht hier aus einem Zahnkranz 41 am Umfang des Mischgefäßes 4, der in eine Innenverzahnung 141 greift. Letztere ist auf der Innenseite eines zylindrischen Rahmens 14 angebracht, der konzentrisch zu der Antriebswelle Ta angeordnet ist.

Wenn also der Radius des Zahnkranzes 41 mit r_t und der Radius der Umlaufbahn der Gefäßachse mit ;·., bezeichnet werden, kann der Radius der Innenverzahnung 141 so gewählt werden, daß die Beziehung r_t = /-, + r₃ erfüllt ist. Wenn unter diesen Umständen das Mischgefäß 4 angetrieben wird, wälzt sich sein äußerer Umfane auf dem Innenumfnni» des Rahmens

14 ab, d. h., die Verzahnung 41, 141 erteilt dem Mischgefäß 4 eine Gegendrehung B, die der Drehung A der exzentrischen Welle 6 entgegenwirkt (Fig. 8).

Die Anzahl m der Eigendrehungen des Gefäßes 4 während eines Umlaufs desselben längs der Bahn A

ist m — ^!- ^r' . Da andererseits der Messerstern in r,

das Mischgefäß 4 hineinragt, kann der Abstand der Gefäßachse von ih^rer Ausgangslage nach einem Umlauf des Gefäßes um 180° nicht mehr als/ betragen, wenn die lichte Weite des Gefäßes mit / bezeichnet wird. Die lichte Weite/ ist nur ein wenig kleiner als 2r,, wenn die Dicke der Außenwand und des Zahnkranzes 41 nicht berücksichtigt werden. Demgemäß läßt sich folgende Gleichung aufstellen:

Setzt man die obige Bezeichnung r, =- r., - r_:) ein, so erhält man für die Anzahl der Drehungen ju Umlauf

1 <

1 = 1.

Während also das Mischgefäß einen vollständigen Umlauf macht, dreht es sich weniger als einmal um seine Achse, d.h., es tritt die erwünschte Fessel ungswirkung ein.

Die beiden Kreise, längs derer das Mischgefäß 4 und der Rahmen 14 sich aufeinander abwälzen, können statt mit Zähnen mit einem Reibungsbelag, z. B. aus Gummi, versehen sein. In diesem Falle kann r., etwas kleiner sein als (r, - r_;1) gewählt werden. Bei pausender Bemessung der Teile läßt sich auch hier eine Fesselungswirkung erzielen.

Um das Abwälzen auch bei einer Taumelbewegung des Mischgefüßes4 durchführen zu können, kann die innenverzahnung 141 gemäß Fig. 9 trapezförmig ausgebildet sein.

In der Ausführungsform nach Fig. 10 bis 12 ist der Boden des Mischgefäßes 4 auf seinem äußeren Umfang mit einem ringförmigen Ansatz 42 versehen, der auf seiner Innenseite eine Verzahnung trägt. Ein dazu passender Zahnkranz befindet sich auf der Außenseite eines Zylinders 15 von geringerem Durchmesser, der auf der Oberseite des Motors 7 befestigt ist. Statt der Verzahnungen können wieder reibungserhöhendc Beläge verwendet werden.

Wenn der Außendurchmesser des Zylinders 15 mit r, und der Innendurchmesser des Ringes 42 mit r., bezeichnet wird, während der Radius der Umlaufbahn der Gefäßachse mit r₃ bezeichnet ist, können diese Radien so bemessen werden, daß sie mindestens annähernd die folgende Gleichung erfüllen

Wenn in diesem Falle das Mischgefäß 4 umläuft, wälzt sich die Innenseite des Ringes 42 auf der Außenseite des Zylinders 15 ab, so daß dem Mischgefäß 4 eine der Umlaufbahn der exzentrischen Welle 6 entgegenwirkende Drehung erteilt wird. Dadurch kann die Anzahl der Gefäßdrehungen weit geringer als diejenige der Gefäßumläufe gehalten werden. Die Anzahl η der Drehungen des Gefäßes 4 um seine Mittelachse je Umlauf kann wie folgt ausgedrückt werden:

η = (r₂- r,)/r₂ = 1 - (rjr_t).

/i —

Da r., ein verhältnismäßig kleiner Wert ist, ergibt sich ;i << 1. So läßt sich eine wirksame Fesselung des ίο Mischgefäßes erreichen.

Auch hier kann durch entsprechende kegelförmige Ausbildung der aufeinander abwälzenden Teile die Ausführung an eine Taumelbewegung des Mischgefäßes 4 angepaßt werden. Wenn die beiden Abwälzbahnen mit einem elastischen Belag wie Gummi versehen sind, wählt man vorzugsweise den Außenradius ι·, des Zylinders 15 etwas größer als die Differenz (r, /.,) zwischen dem Innenradius des Ringes 42 und dem Baknradius r₃ der Gefäßachse. Dadurch werden die beiden Abwälzbahnen fest aufeinandergedrückt. so daß jeder Schlupf vermieden wird.

F ig. 13 zeigt eine weitere Ausführungsform des GefäKantriebs. Line ringförmige Führungsschiene 16 ist auf ihrer Innenseite mit einer Führungsrille 161 versehen. line Scheibe 17 mit sphärischer Oberseite greif! in ihrem Umfang in die Führungsrille K)I, so daß d-e Scheibe sich drehen kann.

Die Antriebswelle 18, die beispielsweise mit einem Motor verbunden ist, ist im Mittelpunkt der linlerseite der Scheibe 17 befestigt, während ein zylindrischer Gefäßsockcl 19 exzentrisch auf der Oberseite der Scheibe montiert M. Das Gefäß 4 sitzt drehbar in dem Sockel 19. Das Gefäß ist wieder mit einer lesselungsvorrichtung 8. 10 verschen, die beispielsweise wie in F i g. 1 ausgebildet ist. So läßt sich eine drehungsfreie Umlauf- und Taumelbewegung des Mischgefäßes mit einfachen Mitteln erzielen.

Line weitere Ausführungsform des Gcfäßaniriebs

ist in Fig. 14 datpstellt. Eine Drehscheibe 21 ist an der Antriebswelle 7 α des Motors 7 befestigt und mit

einem exzentrischen Zapfen 211 versehen. An der

Unterseite des Mischgefäßes 4 befindet sich in der

Mittelachse ein Lagerzapfen 43, der über einen Arm

22 mit dem Exzenter 211 gelenkig in Verbindung

steht.

Wenn das Mischgefäß auf diese Weise angetrieben wird, kann es bei einigen der oben beschriebenen Fesselungsarten vorkommen, daß das Gefäß 4 nui eine geradlinige Bewegung ausführt. Um dies zu verhindern, wird vorzugsweise die Fesselungsvorrichtung nach Fig. 15 angewandt.

Gemäß Fig. 15 geht von der Unterseite de: Mischgefäßes 4 ein Führungszapfen 44 aus, der ir eine ringförmige Führungsrille 231 greift. Diese ist ir einem Teil 23 ausgebildet, der unterhalb des Misch gefäßes4 am Maschinengestell befestigt ist. Wem der Führungszapfen 44 an einer gegen den Wellen zapfen 43 versetzten Stelle des Gefäßbodens ange bracht ist. läßt sich die Drehbewegung des Mischge fäßes 4 um seine eigene Achse verhindern.

Es empfiehlt sich, die Umlaufrichtung des Gefäße: entgegengesetzt zur Drehrichtung des Messerstern: zu wählen.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Küchenmaschine mit einem motorisch angeiriebenen Messerstern mit raumfester Drehachse, der von oben in ein motorisch antreibbares Mischgefäß hineinragt, dadurch ge kennzeichnet, daß die Mittelachse (of 43) des Mischgefäßes (4) in einer kreisförmigen Bahn (A) um die raumfeste Drehachse (3, 7 a) bewegbar ist und das Mischgefäß (4) an einer Eigendrehung Behindert ist

2. Küchenmaschine mit einem motorisch angetriebenen Messerstern mit raumfester Drehachse, der von oben in ein motorisch antreibbares Mischgefäß hineinragt, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelachse (6; 43) des Mischgefäßes (4) in einer kreisförmigen Bahn (A) um die raumfesie Drehachse (3, 7 a) bewegbar ist und daß das Mischgefäß (4) sich während eines vollständigen Umlaufs um die raumfeste Drehachse (3) weniger als einmal um die eigene Mittelachse (6) dreht.

3. Küchenmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelachse (6) des Mischgefäßes (4) parallel zu der Drehachse

(3) des Messersterns (1) verläuft (Fig. 1).

4. Küchenmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelachse (6) des Mischgefäßes (4) einen kleinen Neigungswinkel mit der Drehachse (3) des Messersterns (1) bildet (Fig 4)

5. Küchenmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung für das Mischgefaß (4) aus einer in der Verlängerung der Messersternachse (3) angeordneten Antriebswelle (7 a) besteht, mit der eine exzentrische Welle (6) verbunden ist, und daß auf der exzentrischen Welle (6) das Mischgefaß (4) um seine Mittelachse drehbar gelagert ist (Fig. 13).

6. Küchenmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung für das Mischgefäß aus einer motorisch angetriebenen Welle (18), einer an der Antriebswelle befestigten Scheibe (17) und einer raumfesten Führungsschiene (16) besteht, die eine Führungsrille (161) aufweist, in weiche der Rand der Scheibe (19) drehbar eingreift, und daß das Mischgefäß (4) exzentrisch auf der Scheibe (19) gelagert ist (F i g. 13).

7. Küchenmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung für das Mischgefäß aus einer motorisch angetriebenen Welle (7 a), einer daran befestigten Drehscheibe (21), einem exzentrisch an der Drehscheibe angelenkten Arm (22) und einem mit dem Ende des Arms verbundenen, in der Mittelachse des Mischgefäßes (4) angeordneten Drehzapfen (43) besteht (F i g. 14, 15).

8. Küchenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung für das Mischgefaß (4) aus einer neben dem Mischgefäß

(4) befestigten Säule (11), einem gelenkig mit der Säule verbundenen Arm (10), einer in dem Arm längsverschiebbaren Achse (9 b), einem am Ende der Achse befestigten Gelenkkopf (9 a) und einem den Gelenkkopf umschließenden Hohlkugelsegment (8) besteht und daß das Hohlkugelsegment an der Außenwand des Mischgefäßes (4 befestigt ist (Fig. 1,4).

9. Küchenmaschine nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung für da; Mischgefaß (4) aus mindestens einer neben derr Mischgefäß befestigten Säule (11) und eiuei Schraubenfeder (13), welche die Säule mit dei Außenwand des Mischgefäßes (4) verbindet, besteht (F i g. 5).

!0. Küchenmaschine nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch ein Untersetzungsgetriebe (41 141), das aus zwei aufeinander abrollenden Ringen (41, 141; 42, 15), von denen der eine konzentrisch zu dem Mischgefaß (4) und an diesem befestigt und der andere konzentrisch zu der Antriebswelle (7a) des Mischgefäßes und am Maschinengestell befestigt ist, besteht (Fig. 6 bis 12).