DE2336174A1

DE2336174A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von klareis

Info

Publication number: DE2336174A1
Application number: DE19732336174
Authority: DE
Inventors: James Arthur Bright
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1972-07-17
Filing date: 1973-07-16
Publication date: 1974-02-07
Also published as: AU5740973A; JPS5039575B2; FR2193185B1; JPS4944345A; AR202005A1; GB1414901A; BR7305168D0; ZA734290B; IT994087B; US3775992A; FR2193185A1; CA988729A

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Hestellung von Klareis

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Klareis.

Aus der US-PS 3 318 105 ist die Herstellung von klaren, kristallartigen bzw. kristallhellen Eisblöcken, die frei von Brüchen und eingeschlossenem Gas sind, durch einseitig gerichtete Kühlung des Wassers in einer Form entweder durch Kaltwand-Leitung an der Basis der Form oder an Fingern, die in die Form hängen, bekannt. Dabei sind die Seitenwände der Form aus schlecht wärmeleitendem Material und bei einer in der Patentschrift beschriebenen Ausführungsform sind Heizerelemente in den Seitenwänden und der Basis jedes Formhohlraumes vorgesehen, um ein Anhaften der geformten Eisblöcke an diesen Wänden zu verhindern. In dieser US-PS 3 318 105 wird festgestellt, daß die Benutzung von zwangsweiser Luftumwälzung in einer Gefriervorrichtung nachteilig ist.

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Dagegen wird erfindungsgemäß vorteilhafterweise eine zwangsweise Kaltluft-Zirkulation in einer Gefriervorrichtung benutzt, um Klareis-Würfel zu erhalten, indem das Gefrieren des Wassers von dessen oberen Oberfläche aus abwärts ausgeführt wird. Erfindungsgemäß wird die Herstellung von Klareis-Wurfein vereinfacht und die mit Heizern für die Seitenwände jedes einzelnen Formhohlraumes verbundene Komplexität und der dazugehörige Aufwand vermieden.

Die Erfindung ist ebenfalls leicht anwendbar bei Gefriervorrichtungen, wie sie häufig in großen Zahlen benutzt werden, bei denen eine Zwangs-Kühlluft-Zirkulation vorgesehen ist.

Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß ein Gitter aus einem Material mit einer schlechten Wärmeleiteigenschaft in dem Behälter entfernbar getragen wird, so daß es eine Vielzahl von an der Oberseite und der Bodenseite offenen Eisform-Hohlräumen darin bildet, und daß Luft bei einer Temperatur unter dem Gefrierpunkt über die obere Oberfläche des in dem Behälter und dem Gitter enthaltenen Wasserkörpers für eine Zeitdauer gerichtet wird, die genügt, um das Gefrieren einer Oberflächenschicht des Eises auf dem Wasserkörper zu beginnen und das Gefrieren von diesem zunehmend abwärts in stützender Berührung mit dem Gitter fortzuführen, und daß eine Einrichtung, die dag Gitter entfernt und das durch das Gitter getragene Eis aus dem Behälter entlädt, so ausgebildet ist, daß sie in Betrieb gesetzt wird, bevor sich das Eis zu dem Boden der Schale erstreckt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung beispielsweise beschrieben; in dieser zeigt:

Fig. 1 eine fragmentarische Schnittansicht eines Gefrierabteils eines Kühlschranks für häusliche Zwecke, in welcher im Seitenriß die erfindungsgemäße Vorrichtung zum automatischen Herstellen von Klareis gezeigt ist,

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Fig. 2 einen Vorderriß entlang Linie 2-2 in Fig. 1, wobei Teile weggekrochen sind, um eine schematische Darstellung des Klareis-Gewinnungszyklus vorzusehen,

Fig. 3 eine Schnittansicht entlang Linie 3-3 in Fig. 2,

Fig. 4- eine fragmentarische Schnittansicht entlang Linie 4—4-in Fig. 3» die einen Teil des Was s er einfüll syst ems zeigt,

Fig. 5 eine Schnittansicht entlang Linie 5-5 in Fig. 3» die eine isolierte und heißes Wasser enthaltende Schale zeigt,

Fig. 6 eine fragmentarische Schnittansicht entlang Linie 6-6 in Fig. 4-,

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht einer Seite an Seite angeordneten Kuhlschrank-Gefrierschrank-Kombination, in welcher die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung von Klareis in einen Abschnitt des Gefrierabteils einges&zt dargestellt ist,

Fig. 8 eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung von Klareis in der Eisgewinnungsstellung,

Fig. 9 eine Schnittansicht entlang Linie 9-9 in Fig. 3» in der Teile weggebrochen sind und die die Einrichtung zur Eisgewinnung und die Mittel zum Fühlen des Gewichtes zeigt,

Fig.10 einen Seitenriß entlang Linie 10-10 in Fig. 9» in der Teile weggebrochen sind,

Fig.11 eine Schnittansicht .der Eisgewinnungseinrichtung entlang Linie -Tl-H in Fig. 10, die die Eisherstellungs-Zyklus-Taktsteuereinrichtung und die Antriebseinrichtung zeigt,

Fig.12 eine perspektivische Ansicht von der Vorderseite, in der Teile weggebrochen sind und die die Eisgewinnungseinrichtung zum Bewegen des Eisgitters und die Mittel zum Fühlen des Gewichtes, die zuerst das Vorhandensein eines leeren Bisspeicherkübels und zweitens eine vorbestimmte Eisbelastung in dem Kübel fühlt, veranschaulicht,

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Fig. 13 eine perspektivische Ansicht der Eisgewinnungseinrichtung von der Rückseite, um die Eisherstellungs-Zyklus-Taktsteuer- und -Antriebseinrichtung zu zeigen,

Pig. 14 eine Schnittansicht eines Wassereinfüllsystems, das für eine Benutzung mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung geeignet ist,

Fig. 15 eine schaubildliche Darstellung des elektrischen Steuersystems gemäß der Erfindung und

Fig. 16 ein schematisches Schaltbild.

Nach Fig. 7 umfaßt ein Kühlschrank 20 für häusliche Zwecke des Typs mit Seite an Seite angeordnetem Kühlabteil und Gefrierabteil auf der rechten Seite einen Abschnitt, der ein gekühltes Nahrungsmittelabteil 22 umschließt, auf der linken Seite einen Abschnitt, der einen unteren Gefrierteil 24 zum Lagern von Tiefkühlkost umschließt, und einen oberen Gefrierteil 26, der eine erfindungsgemäße Vorrichtung 28 zur Herstellung von Klareis umschließt. Eine vertikale, über die volle Länge reichende Tür kann benutzt werden, um sowohl das obere als auch das untere Gefrierabteil 24, 26 zu schließen.

Im allgemeinen umfaßt die Vorrichtung 28 zum Herstellen von Klareis (Fig. 1 und 8) einen Behälter oder eine Schale und eine Heiζeranordnung 34-, ein Eiswürfelgitter 36, eine Eisspeicherkübel-Anordnung 38, eine Gewichtsfühleinrichtung 39 für den Kübel und das Eis, eine Eisgewinnungseinrichtung 40 und ein Wassereinfüllsystem 42.

Der Behälter und die Heizeranordnung 34- (Fig. 4 und 5) wird über eine Halterungseinrichtung46 von einer Seitenwand 48 des Gefrierabteils 26 getragen. Die Anordnung umfaßt ein gezogenes Metallblechgehäuse 50» d.as eine Seite von dieser bildet, einen Wasser enthaltenden Behälter 52 mit einer Seitenwand 54- und. einer Bodenwand 56 und. auf der anderen Seite von dieser einen

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Hohlraum,- der mit einer mit Ireon gefüllten.Urethanschaumisolierung 58 gefüllt ist. Ein Paar von Heizern 60, 62 umgibt den Behälter 52. Der Heizer 60 kann alle vier Seitenwände 54- des Behälters heizen und setzt dadurch normalerweise die Bodenseite des Behälters (unter dem Eis) einer über dem Gefrierpunkt liegenden Temperatur aus. Dadurch wird der Teil des .Wassers entlang der Bodenseite des Behälters in einem flüssigen Zustand gehalten, Für diesen Zweck umfaßt der Heizer 60 ca. 225 cm (90.8 inches) von mit Vinyl "beschichtetem Widerstandsdraht, der für 115 Volt, 6,5 bis 7_S5 Watt, 250 Ohm pro 30 cm Bezugswert (per foot reference) ausgelegt ist.

Der Heizer 62 kann zusätzliche Wärme zu der Behälterbodenwand 56 unter bestimmten Umständen zuführen, um das Eis davon abzuhalten, die gesamte Strecke herunter bis zur Bodenwand zu gefrieren, und umfaßt ca. 105 cm (4-1-7 inches) von mit Vinyl beschichtetem Widerstandsdraht, der für 115 Volt, 2,8 bis 3,2 Watt, 1268 0hm pro 30 cm Bezugswert (per foot reference) ausgelegt ist.

Der Heizer 60 ist zwischen ein Blatt 66 einer 0,005-Aluminiumfolie und ein Blatt 68 einer 0,002-Aluminiumfolie sandwichartig eingesetzt. In ähnlicher Weise ist der Bodenwandheizer 62 zwischen ein Blatt 70 einer 0,005-Aluminiumfolie und ein Blatt 72 einer 0,002-Aluminiumfolie eingesetzt (die Angaben 0,005-Aluminiumfolie und 0,002-Aluminiumfolie entsprechen amerikanischen Bezeichnungsnormen). Die zusammenpassenden Kanten der S¹QIxenblätter 66 und 68 sind ebenso wie die zusammenpassenden Kanten der Folienblätter 70 und 72 heißversiegelt. Beide Heizeranordnungen 60 und 62 sind zwischen die Schale und den Ur ethanecnaum an ihre Stelle geschäumt worden.

Ebenfalls ist ein Behälter-Einfüllrohr 76 aus Polypropylen an seinen Platz geschäumt und steht in Wärmeübertragungsbeziehung mit dem Heizer 62, um ein Zufrieren zu verhindern und ein Zu-

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führen von Wasser zum Füllen des Behälters 52 durch die Bodenwand 56 der Schale zu ermöglichen. Elektrische Leitungen können in das Gefrierabteil durch Rohrleitungen 77 eingeführt werden.

Das Wassereinfüllsystem 42 wird jetzt mit bezug auf die i"ig. 1 und 14 beschrieben. Im allgemeinen wird Wasser zu dem Behälter 52 von einem Vorratsbehälter 78 ^aus zugeführt, der durch ein Wasserhahngehäuse 80 definiert ist, das an der Rückwand 82 des Kühlschranks 20 hinter dem Gefrierabteil 26 angebracht ist. Das Wasser in dem Vorratsbehälter 78 steht mit dem Behälter 52 durch einen Auslaß 84 in dem Vorratsgehäuse und ein Rohr oder eine Leitungseinrichtung 86 Jn Verbindung, die den Auslaß 84 mit dem Schalen-Einfüllrohr 76 durch eine Schutz-Rohrbasis 90 (Pig.4) verbindet. Das in dem Behälter 52 enthaltene Wasser sucht einen gleichen Pegel mit dem Wasser im Vorratsbehälter 78· So wird der gewünschte Einfüllpegel in dem Behälter erreicht, indem der Wasserpegel im Vorratsbehälter 78 vorherbestimmt wird.

Um den Wasserpegel in dem Vorratsbehälter 78 zu steuern (Fig.14), umfaßt das Wasserventilgehäuse 80 einen Schwimmer 94, der bei 96 an einer ßchwenkscharnierhalterung 98 angebracht ist. Die Kopfwand 100 des Gehäuses 80 trägt eine Wasserventilanordnung 102 mit einem Wassereinlaß 104 und einem Wasserauslaß 106. Eine für häusliche Zwecke vorgesehene Quelle für gereinigtes Wasser kann mit dem Einlaß 104 verbunden werden. Ein Ventilstift 108 (der an drei Stegen 109 gleitfähig abgestützt ist), weist einen Kautschuk-Ventilabschnitt 110 auf, der für ein Verschließen gegen einen Ventilsitz 112 geeignet ist. An dem unteren Ende der Anordnung 102 ist ein Ventilstift-Betätigungsglied 114 vorgesehen, das um eine Achse 116 in Abhängigkeit von der aufwärts gerichteten Kraft des Schwimmers 94 an einem Ende 120, wie sie gegen eine Wasserpegel-Einstelleinrichtung 122 an dem anderen Ende 124 ausgeglichen ist,

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schwenkt. Der Wasserpegel kann durch einen abgelegenen Knopf 125 (Fig. 1) eingestellt werden, der Schneckengetriebe 126, 128 gegen die Feder 13O dreht.

Der Wasserpegel wird bei 125 in einer solchen Weise eingestellt, daß die Wasserzuführung bei 110, 112 abgesperrt wird, wenn der Wasserpegel A (Fig. 2 und 14) sowohl in dem Vorratsbehälter 78 als auch in dem Behälter 52 vorliegt. Im allgemeinen wird eine frische Wasserbeladung zu dem Behälter 52 während eines Eisgewinnungszyklus geliefert, wenn das Gitter 36 sich außerhalb des Behälters befindet. Der Wasserpegel A öteigt auf den Wasserpegel B an, wenn das Gitter sich in.dem Behälter befindet. Das Gitter ist in einer solchen Weise konstruiert, daß es im wesentlichen alles Wasser aus dem Behälter in die Gitterhohlräume verschiebt, um Klareis herzustellen. Auf diese Weise steht das so verschobene Wasser zur Bildung von Würfeln in den Gitterhohlräumen z'ur Verfugung und bildet infolgedessen keinen anhaftenden Eisfilm zwischen dem Gitter und dem Behälter, der der Trennung des Gitters und des Behälters zu Beginn des Eis gewinnungszyklus wiaäersteht bzw. entgegenwirkt .

Das Eiswürfelgitter 36 (Fig. 2, 3 und 8) weist die Eigenschaften schlechter Wärmeleitfähigkeit und guter Flexibilität bzw. Biegsamkeit bei niedriger Temperatur mit einer guten Eisfreigabe und einem Rückführspeicher auf. Es umfaßt ein Polypropylen-Gehäuse 140, das Hohlräume 142 mit offenem Boden für eine Vielzahl von Eiswürfeln definiert bzw. begrenzt. Jeder Hohlraum 142 weist eine umgekehrte kegelstumpfförmige Pyramidengestalt auf. Auf der Außenseite des Gehäuses zwischen den den Hohlraum bildenden Abschnitten von diesem füllt ein flexibler Füller 146 aus ETV-Silikon-Kautschuk den Zwischenraum zwischen den die Würfel bildenden Hohlräumen auf der Außenseite des Giters 36. Das Füllermaterial weist vorteilhafterweise eine einem Anhaften entgegenwirkende Eigensdaft auf, um die Freigabe

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des Gitters von dem Behälter während der Eisgewinnung zu unterstützen. Vorteilhafterweise ist es genügend flexibel, um Kräfte durch das Gitter zu verteilen, wenn das Gitter zum Gewinen der Würfel gebogen bzw. gekrümmt bzw. verworfen wird. Neben diesen Eigenschaften dient das lüllermaterial 146 dazu, Wasser in dem Behälter aufwärts in die die Würfel bildenden Hohlräume des Gitters zu drücken. So steigt der Wasserpegel A, wenn das Gitter an seinem Platz in dem Behälter angeordnet wird (Fig. 2, durchgezogene Linie) bis zum Wasserpegel B angehoben.

Es wird jetzt die Eisspeicherkübel-Anordnung 38 mit Bezug auf die Fig. 1 und 2 beschrieben. Ein Eisbehälter 150 aus hochschlagfestem Polystyrenmaterial ruht auf einem Stahldrahtgestell 152. Das Gestell ist um einen Tragfuß 154 auf der Bodenwand 156 des Gefrierteils 26 schwenkbar und umfaßt eine aufrechte Halterung 158 an seiner Rückseite, die von einer Gewichtsfühleinrichtung 39 in einer solchen Weise herabhängt, daß der Rücken 160 des Gestells von der Wand 156 des Gefrierabteils auf Abstand gehalten wird* Der Eisbehälter oder Kübel 150 ist mit einer hohen Wand 170 aufgebaut, um die von dem Gitter 36 darüber herabfallenden Würfel einzufangen. Die Gewichtsfühleinrichtung 39 zeigt in einer Betriebsweise das Vorhandensein des Eisbehälters 150 auf dem Gestell 152 und in einer anderen Betriebsweise das Vorhandensein einer vollen Beladung von Eiswürfeln in dem Behälter I50 an.

Die GewichtsSihleinrichtung 39 (Fig. 9 und I5) umfaßt eine Nylon-Wägwelle bzw. -Wägspindel 176, die einen hakenförmigen Teil 178 zum Greifen einer Schleife in der aufrechten Gestellhalterung 158 aufweist. Die Wägspindel ist mit einer Behälter-Wägestange 188 aus rostfreiem Stahl verbunden, die um 198 schwenkbar ist und mit einer Klemme 190 elektrisch verbunden ist, indem sie auf dieser ruht. Eine Eis-Wägestange 192,

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die ebenfalls aus rostfreiem Stahl besteht, iä; über der Behälter-Wägestange angeordnet und um einen Messingstift; 194 schwenkbar. Das andere Ende der Eis-Wägestange 192 ruhtnormalerweise in elektrisch leitender Beziehung gegen einen Messing-Wägestangen-Anschlag und eine Klemme 196. Die Behälter-Wägestange umfaßt eine Klemme 198, die mit der Klemme 196 zusammenarbeitet, um einen Wägeschalter zu bilden. Eine weitere Klemme 200 ist über der Eis-Wäge stange 192 angeordnet und weist normalerweise keine elektrische Berührung mit der Wägestange auf. Wenn der Behälter 150 auf dem Gestell 152 vorhanden ist, wird die Wägespindel in einer solchen Weise heruntergezogen, daß die Behälter-Wägestange 188 die Eis-Wägestange 192 berührt und einen Kreis zwischen den Klemmen 198 und 196 schließt. Wenn der Behälter I50 mit einer vorbestimmten vollen Beladung von Eiswürfeln gefüllt ist, führt eine weitere Abwärtsbewegung der Wägespindel 176 dazu, daß die Behälter-Wägestange 188 die Eis-Wägestange 192 aus deren elektrischen Berührung mit der Klemme 196 heraus und in eine elektrische Berührung mit der Klemme 200 drückt.

Die Gewinnungseinrichtung 40 wird im folgenden anhand der Fig. 9 bis 13 beschrieben. Nach den Fig. 12 und 13 umfaßt die Gewinnungseinrichtung ein kastenähnliches Kunststoffgehäuse 210, das ein Abteil 212 für die Gitter-Schwenk- und -Verdrill-Getriebe auf einer Seite einer Getriebe-Halterungsplatte 214 begrenzt. Auf der anderen Seite der Halterungsplatte 214 ist das Gehäuse in ein Antriebsabteil 216 und ein Taktsteuerabteil 218 unterteilt. Die Einrichtung zum Schwenken oder Entfernen und Verdrillen oder Verbiegen des Gitters 36 sind in dem Getriebeabteil 212 angeordnet. Ein Nocken und Kurbelgetriebe 220 ist auf der Platte 214 drehbar angebracht und wird von der anderen Seite der Platte durch ein Paar von Schnecken 222, 224 in Drehung angetrieben, die ihrerseits durch eine Antriebsmotoranordnung 226 angetrieben werden. Das einen Nocken und eine Kurbel umfassende Getriebe 220 umfaßt einen Nockenabschnitt 230 und einen Zahnradabschnitt 232. Der Nocken 230 wirkt mit einem Halteschalter 234 durch ein Schalterbetätigungsglied zusammen, so daß der Halteschalter geschlossen wird, wenn das

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ßchalterbetätigungsglied 236 über den äußeren Umfang des Nockens gleitet. In der in Fig. 12 dargestellten Stellung ist das Schalterbetätigungsglied 236 in einem ausgekerbten bzw. genuteten Teil des Nockenumfangs angeordnet, um den Schalter 234- zu öffnen. Das Zahnrad 232 treibt direkt ein Takt st euer zahnrad 240 an und umfaßt einen Kurbel ab schnitt 24-2 in einem Schlitz 244 eines Segmentzahnrades 246. Somit wird bei einer Drehung des aus Kurbel und Nocken bestehenden Getriebes 220 das Segmentzahnrad 246 um dessen Schwenkpunkt 250 zurück und vorgeschwenkt.

Das Segmentzahnrad ist antriebsmäßig mit einem Gitter-Antriebszahnrad 252 verbunden, das sich zur Außenseite des Mechanikgehäuses 210 erstreckt, wo ein D-Sockel 254 eine Verbindung mit einem in ähnlicher Weise gestalteten Stift am Gitter 36, wie es bei 256 in Fig. 3 dargestellt ist, ermöglicht.

Das Taktsteuerzahnrad 240 ist an der Halterungsplatte 214-schwenkbar angebracht und erstreckt sich durch diese, um eine Kugel-Taktsteuereinrichtung (ball timer) 260 direkt anzutreiben. Nach S¹Xg. 11 umfaßt die Kugel-Taktsteuereinrichtung 260 einen schwenkbaren Taktsteuer-Schaltarm 262 mit einem magnetischen Körper 264, der angrenzend an den normalerweise unmagnetischen Umfang 266 eines kreisförmigen Gehäuses 268 angeordnet ist. Das Gehäuse umfaßt einen diametralen Hohlraum 270, der mit einem viskosen Fluid gefüllt ist. In dem Hohlraum ist eine Stahlkugel 272 angeordnet, die durch das viskose Fluid hängend bzw. schwebend gehalten wird.

Ein Eisherstellungszyklus wird taktgesteuert durch die Zeit, die die Kugel 272 benötigt, um aufgrund der Schwerkraft durch das viskose Fluid zu der diametral entgegengesetzten Stellung angrenzend an den magnetischen Körper 264- zu fallen, wo durch deren Anwesenheit der Körper magnetisch angezogen und ein Takt steuerschalt er 280 (Fig. 16) zwischen Klemmen 282 und 284 (Fig. 15) geschlossen wird.

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Anfänglich zu Beginn des Eisherstellungszyklus wird der Wasserpegel in dem Vorratsbehälter 78 mittels der Wasserpegel-Einstelleinrichtung 125 eingestellt, um einen vorbestimmten Wasserpegel A vorzusehen, wenn sich das Gitter 36 noch nicht in dem Behälter 52 befindet. Wenn die'Einstellung ausgeführt ist, wird der Wasserhahn bzw. das Wasserventil 110, 112 durch die Wirkung des Schwimmers 94 und des Hebels 114 geöffnet und geschlossen, um zu diesem Wasserpegel während der Zeit schnell zurückzukehren, zu der das Gitter 36 aus der Schale 52 während eines Eisgewinnungszyklus herausgedreht wird.

Wenn das Gitter 36 in dem Behälter 52 angeordnet wird, wird im wesentlichen alles in dem Wasserpegel A enthaltene Wasser durch den offenen Boden 'jedes Gitterhdhlraum.es 14-2 gedrückt, um einen Wasserpegel B nahe der Oberseite der Gitterhohlräume zu bilden. Dieser Wasserpegel B sieht in der dargestellten Ausführungsform eine Wassertiefe von näherungsweise 2,4 cm (one inch) in der Schale vor. Eine Propellereinrichtung bzw. Gebläseeinrichtung 285 (Fig. 16) bläst Luft durch eine zu dieser Einrichtung gehörende Leitung 290 (Fig.3) auf der Rückwand des Gefrierabteils 26, wodurch eine Menge (etwa 0,3 bis 0,45 nr pro Minute (10 to 15 cubic feet per minute)) von sich unter dem Gefrierpunkt befii&nder Luft (etwa -23°G bis -25°C (minus 10⁰F to minus 12⁰F)) gleichförmig über die freiliegende obere ebene Oberfläche (Wasserpegel B) des Wassers in den Gitterhohlräumen verteilt wird. Die Luft wird durch eine Gefrier- oder Kühleinrichtung gekühlt, die einen Kompressor 286 und eine temperaturempfindliche Kältesteuerung 289 zur Steuerung der Gebläseeinrichtung 285 "und des Kompressors 286 umfaßt. Die Gefriereinrichtung kann eine Entfroster- bzw. Abtauanordnung aufweisen, die einen Abtauheizer 287 und einen Begrenzerschalter 288 in Reihe mit einem Abtau-TaktäEuerkontakt 299 umfaßt. Eine zusätzliche Verteilung kann durch geeignete Mittel wie einstellbare Luftschlitze bzw. Jalousien 292 an der Leitung 290 vorgesehen werden.

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Eine dünne Schicht bzw. Haut von Klareis (Fig.5) beginnt sich bei dem Wasserpegel B entlang der oberen ebenen Oberfläche des jeden Wurfelhohlraum 142 füllenden Wassers zu bilden. Das Eis nimmt von dieser oberen Oberfläche zunehmend nach unten in der Dicke zu. Während der Erzeugung dieses Eises wird der Heizer 60 erregt, um den Wasserkörper in jedem Würfelhohlraum unter dem sich entlang der oberen Oberfläche des Wasserkörpers in jedem Würfelhohlraum bildenden Eis aufzuwärmen. Während der Zeit, zu der das Eis zunehmend von der oberen Oberfläche jedes Würfelhohlraums zu der Bodenwand 56 der Schale 52 gefriert, fällt die Kugel 272 in der Taktsteuereinrichtung 260 zu dem Magnetkörper 264. Wenn der Körper durch die Kugel angezogen wird, schließt sich der Taktsteuerschalter 280 (B¹Xg. 16). Dies tritt auf, wenn das Klareis die Form eines Würfels 296 mit einer Dicke von näherungsweise 1,2 cm (one-half inch thick) annimmt. Wenn die Eisherstellungsvorrichtung sich in einem Gefrierschrank bei einer Temperatur von etwa -18°C (O⁰IP) befindet und um den Kühlschrank eine Raum-Umgebungstemperatur von etwa 21°C (70⁰JP) herrscht, arbeitet der Kompressor 286 in dem Gefriersystem normalerweise 60 - 70 % <ler Zeit. Diese Parameter ermöglichen ein Gefrieren von Klareis mit einer Dicke von etwa 1,2 cm in etwa zweieinhalb Stunden. Deshalb ist die Taktsteuereinrichtung 260 so ausgelegt, daß die Kugel 272 zweieinhalb Stunden braucht, um den Taktsteuerschalter 280 zu schließen. Die Sättigung des Wasserkörpers mit Gas und Mineralien bildet einen Faktor bei der Bestimmung dieser Gefriergeschwindigkeit. Im allgemeinen ist die Gefriergeschwindigkeit für Klareis umso langsamer, je mehr das Wasser gesättigt ist.

Wenn vorausgesetzt wird, daß sich der Eisbehälter 150 an seiner Stelle auf dem Gestell 152 befindet und der Taktsteuerschalter 280 sich schließt, dann wird ein Kreis zwischen der Klemme 198 und der Klemme 196 geschlossen und der Motor 226 erregt. In Abhängigkeit von der Tätigkeit des Motors 226 durch die Schnecken 222, 224 beginnt das einen Nocken und eine Kurbel umfassende Getriebe 220 sich zu drehen. Die erste Funktion tritt auf, wenn

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der Nocken 230 durch das Sciialterbetatigungsglied 236 den Halteschalter 234 schließt. Der Halteschalter stellt den Abschluß eines Gewinnungszyklus sicher, indem er einen Shuntkreis bzw. Nebenschluß um den Taktsteuerschalter 280 bildet. Dies wird erforderlich gemacht durch das Öffnen des Schalters 280, wenn das Taktsteuergehäuse 268 beginnt, sich zu drehen und die Kugel 272 von dem Magnetkörper 264 wegzubewegen.

Nach den Fig. 2 und 3 beginnt das Gitter 36 sich zu drehen, wenn sich aus Klareis bestehende Würfel 296 mit im wesentlichen 1,2 cm Dicke sich nur in dem oberen Abschnitt jedes Hohlraums 142 befinden. Ungefrorenes Wasser 298 unter den Würfeln bleibt in dem Behälter 52 in einem flüssigen Zustand. Das Behältergehäuse 50 umfaßt einen aufrecht stehenden Flansch 300, der einen Stift 302 lagert, der von einer Ecke des Gitters vorspringt. Ein Stift an der gleichen Ecke an dem entgegengesetzten Ende des Gitters (nicht dargestellt) paßt im Paßsitz in den D-Sockel 254 des Gitter-Antriebszahnrades 252. Wenn sich das Gitter 36 von der eingebauten Stellung X (Fig. 2) dirch die aufrechte Stellung Y in die Gewinnungsstellung Z dreht, berührt das Gitter eine'angehobene Nabe 304, die die Schwenkbewegung des Gitters an deren äußeren Ende einrasten läßt bzw. anhält. Jedoch fährt die Gewinnungseinrichtung damit fort, das Gitter zu drehen, wodurch die Drehung des der Antriebseinrichtung nächstgelegenen Endes fortgeführt wird, um das Gitter in einer Weise zu verbiegen, daß die Klareis-Würfel 296 von dem Gitter freigegeben werden. Die freigegebenen Würfel fallen in den darunter befindlichen Eis behälter

Die Zeit, die erforderlich ist, um das Gitter von der Stellung X zur Stellung Z zu bewegen, ist im voraus auf näherungsweise 5 Minuten festgelegt. Während dieser Zeit wird die freigelegte Oberfläche jedes Klareiswürfels 296 in dem Gitter der kalten trockenen Luft in dem -18°G (O⁰F) aufweisenden Gefrierschrank ausgesetzt. Diese Luft trocknet in dieser Zeitdauer die Würfel-

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oberfläche, bevor der v/ürfel von dem Gitter freigegeben und in dem-Behälter gelagert wird. Da die Würfel trocken sind, wenn sie gelagert werden, neigen sie nicht dazu, anein_ander zu haften.

Wenn die Würfel hereingextfonnen sind, wird bei der fortgesetzten Drehung des Kurbel Zahnrades 232, das durch die Kurbel 242 in dem Schlitz des Segmentzahnrades 246 arbeitet, das Gitter in dessen eingebaute Stellung X zurückgeführt.

Wenn der Behälter 150 voller Eis ist, wird durch dieses zusätzliche Gewicht durch die Gewichtsfühleinrichtung 39 ein Kreis zwischen der Klemme 198 und der Klemme 200 geschlossen, um den ßchalenboden-Heizer 62 zu erregen. Diese zugeführte Wärme hindert das sich in dem Gitter bildende Eis daran, die ganze Strecke bis zum Boden des Behälters zu gefrieren.

Es ist ebenfalls erwünscht, die in den Gefrierschrank abgeführte Wärme zu reduzieren, indem der Behälter-Seiten- und -Boden-Heizer 60 entregt wird, wenn Luft mit einer Temperatur unter dem Gefrierpunkt in dem Gefrierschrank nicht zur Verfügung steht. Für diesen Zweck (Fig. 16) ist der Heizer 60 parallel zu der Gebläseeinrichtung 285 und dem Kompressor 286 angeordnet, so daß er entregt wird, wenn die Kältesteuereinrichtung 287 befriedigt und der Kreis geöffnet ist.

- Patentansprüche -

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Claims

Pat enta-nsprüche

Vorrichtung zum Herstellen von Klareis mit einem Behälter, der einen Wasserkörper aufnehmen kann und eine offene Oberseite aufweist, und mit einem elektrischen Heizer, der in der Basis und in den Seitenwänden des Behälters angeordnet ist und das angrenzend an die Wände befindliche Wasser auf einer über dem Gefrierpunkt liegenden Temperatur hält, dadurch gekennz eichnet, daß ein Gitter (36) aus einem Material mit einer schlechten Wärmeleitfähigkeit in dem Behälter (34) entfernbar getragen wird, so daß es eine Vielzahl von an der Oberseite und der Bodenseite offenen Eisform-Hohlräumen darin bildet, daß Luft mit einer Temperatur unter dem Gefrierpunkt über die obere Oberfläche des in dem Behälter und dem Gitter enthaltenen Wasserkörpers für eine Zeitdauer gerichtet wird, die genügt, um das Gefrieren einer Oberflächeneisschicht auf dem Wasserkörper zu beginnen und das Gefrieren von diesem zunehmend abwärts in abstützender Berührung mit dem Gitter (36) fortzuführen, und daß eine Einrichtung (40) vorgesehen ist, die das Gitter (36) entfernen und das von dem Gitter getragene Eis aus dem Behälter entladen kann und die so ausgelegt ist,.daß sie in Betrieb gesetzt wird, bevor sich das Eis bis zum Boden der Schale erstreckt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichn e t, daß ein Wasaarversorgungssystem (42) mit der Bodenseite des Behälters (34) verbunden ist, so daß während dem periodischen Entfernen des Eises das Wasservolumen in dem Behälter wieder hergestellt wird, bevor das Gefrieren der Oberflächen-Eisschicht wieder begonnen wird.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasserversorgungssystem einen Vorratsbehälter (78) mit einer Ventileinrichtung (102) umfaßt, die das Wasser auf einem vorbestimmten Pegel behält.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsbehälter (78) eine Auslaßleitung (84) aufweist, der mit dem Behälter (34) unter dem vorbestimmten Pegel (B) verbunden ist und dadurch den Vorratsbehälter in Flüssigkeits-Strömungsverbindung mit dem Bodenabschnitt des Wassers in dem Behälter setzt, bis der Wasserpegel in dem Behälter und in dem Vorratsbehälter gleich ist und sich auf dem vorbestimmten Pegel (B, A) befindet.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennz eichn e t, daß die Heizer einen ersten Heizwiderstand (60) für den Boden und die Seitenwände des Behälters und einen zweiten Heizwiderstand (62) für den Boden des Behälters umfassen.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch ge ken η ζ e i c h net, daß der erste (60) und zweite (62) Heizwiderstand in Vinylmaterial eingebettet sind, in einer JPolien-Sandwich-Anordnung zwischen den Seiten- und Bodenwänden des Behälters auf dessen Außenseite gehalten werden und mit einer Schicht aus Schaum-Isoliermaterial bedeckt sind.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizer (60, 62) und die Verbindung (16, 90) der Versorgungsleitung (86) mit dem Behälter (34) an ihrem Platz durch geschäumtes Isoliermaterial auf der Außenseite der Behälterwände bedeckt sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gebläse (285) die Luft bei einer unter dem Gefrierpunkt befindlichen Temperatur über die Oberfläche des Wassers in dem Behälter (J4) verteilt.

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9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebläse (2857/ELit einer Temperatur von im wesentlichen -23⁰G Ms -25°0 (-10⁰F to -12⁰F) mit einer Rate bzw. Geschwindigkeit von im wesentlichen 0,3 bis 0,4-5 nr pro Minute (10 to 15 cubic feet per minute) für eine Zeitdauer von zweieinhalb

en

Stunden über ein/Behälter mit einer Fläche von im wesentlichen 420 cm (65 sq. inches) und einer Tiefe von im wesentlichen 1,2 cm (1/2 inch)¹ vor dem Entfernen der Eiswürfel durch eine Taktsteuereinrichtung der Gitter-Entfernungseinrichtung (40) verteilt.
10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Außenseite des Gitters die Räume zwischen den Gitterwänden, die die Würfelformhohlräume (140) des Gitters (36) bilden, mit einem Füllermaterial (146) gefüllt sind, so daß im wesentlichen alles Wasser aus dem Behälter (34) zu einem Wasserpegel (B) in den Eiswürfel-Formhohlräumen verschoben wird.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Gitter aus Polypropylenmaterial und der Füller aus Silikonkautschukmaterial besteht.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die Eiswürfel, die aus dem Gitter (36) entfernt werden, in einer Kübelanordnung (38) speicherbar sind.
13· Verfahren zum Herstellen von Klareis auf einem Traggitter in einem mit Wasser gefüllten Behälter, der Einrichtungen zum Heizen seiner Seiten- und Basiswände aufweist, die ein Gefrieren des Wassers in dem Boden des Behälters verhindern, dadurch gekennzeichnet, daß eine Strömung von

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Luft bei einer sich "unter dem Gefrierpunkt befindenden ■ Temperatur gleichförmig über die obere Oberfläche des Vasserkörpers für eine Zeitdauer verteilt (285, 286, 289) wird, die genügt, das Gefrieren einer Oberflächen-Eisschicht auf dem Wasserkörper zu beginnen und das Gefrieren von diesen zunehmend abwärts in abstützender Beiehung mit dem Traggitter (36) fortzuführen, und daß der Träger (36) und das von diesem getragene Eis periodisch entfernt (A-O) wird, bevor sich das Eis zu dem Boden des Wasserkörpers erstreckt.
14. Verfahren nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, daß das Traggitter (36) und das von diesem getragene Eis während des periodischen Entfernens von diesem durch die Luftströmung mit einer Rate bzw. Geschwindigkeit bewegt werden, die genügt, das Eis zu trocknen, bevor es in einer Speicherkübelanordnung (38) gespeichert wird.

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