-
Verfahren zu maschinellen Schulen von Apfelsinen und ähnlichen Zitrusfrüchten
und Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zum maschinellen Schälen von Apfelsinen und ähnlichen Zitrusfrüchten und bezieht
sich ferner auf eine Vorrichtung zum Durchführen eines solchen Verfahrens.
-
Für das maschinelle Schälen von Zitrusfrüchten, insbesondere von Apfelsinen,
werden Vorrichtungen eingesetzt, die nur bei entsprechend großem Fruchtdurchsatz
rationell arbeiten. Zum Schälen von einzelnen Früchten sind derartige Vorrichtungen
nicht geeignet. Außerdem werden beim maschinellen Schälen häufig keine zufriedenstellenden
Ergebnisse erzielt.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum maschinellen
Schälen von Apfelsinen und ähnlichen Zitrusfrüchten und eine Vorrichtung zum Durchführen
des Verfahrens zu schaffen, womit es möglich ist, auch geringe Mengen von Früchten
und unterschiedlich große Einzelfrüchte so zu schälen, daß die Schale sauber von
dem Fruchtfleisch getrennt wird.
-
Die Vorrichtung soll außerdem so ausgebildet sein, daß die zu schälende
Frucht nur in die Vorrichtung eingesetzt und nach Beendigung des Schälvorganges
zusammen mit der Fruchtschale aus der Vorrichtung entfernt werden kann, ohne daß
es erforderlich wäre, die Frucht oder das Fruchtfleisch während des Schälvorganges
zu berühren.
-
Das Verfahren zum maschinellen Schälen von Apfelsinen und ähnlichen
Zitrusfrüchten ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die zu schälende
Frucht an den beiden Enden der Fruchtachse eingespannt wird, daß rings um das Stielende
der Frucht ein die Fruchtschale bis zum Fruchtfleisch durchdringender ringförmiger
Schnitt hergestellt wird, daß anschließend in der Fruchtschale in regelmäßigen Abständen
von dem ringförmigen Schnitt in der Ebene der Fruchtachse verlaufende, annähernd
halbkreisförmige Längsschnitte bis dicht vor das gegenüberliegende Fruchtende ausgeführt
werden, daß die Fruchtschale
gleichzeitig beiderseits jedes Längsschnittes
mindestens bis zur Mitte zwischen zwei benachbarten Längsschnitten unterschnitten
und von dem Fruchtfleisch gelöst wird, daß die Frucht nach jedem Längsschnitt um
die Fruchtachse jeweils bis zum nächsten Längsschnitt schrittweise weitergedreht
wird, und daß sodann der in Sternform abgeschälte Hauptteil der Fruchtschale und
die durch den Rundschnitt gebildete Schalenkappe am Stielende von dem Fruchtfleisch
abgehoben werden können.
-
Dieses Schälverfahren hat unter anderem den Vorteil, daß die Fruchtschale
durch den Schälvorgang nicht vollständig von dem Fruchtfleisch getrennt und in einzelne
Schalenteile zerstückelt wird, sondern aus einem sternförmig auseinanderspreizbaren
Hauptteil und einer kleinen kreisförmigen Schalenkappe besteht, die beide im Bereich
der Fruchtachse noch an dem Fruchtfleisch haften und daher das Fruchtfleisch noch
so lange umgeben, bis sie zum Verzehr der Frucht von dem Fruchtfleisch abgelöst
werden. Dies kann leicht von Hand geschehen ohne zusätzliche Hilfsmittel. Ein solches
Schälverfahren ist nicht nur äußerst rationell, sondern auch sehr hygienisch, da
diejenigen Personen, die die Schälmaschine bedienen, mit dem Fruchtfleisch nicht
in Berührung kommen. Dies bleibt allein derjenigen Person vorbehalten, die die Frucht
verzehrt. Der beim Schälvorgang anfallende sternförmige Hauptteil der Fruchtschale
kann bis zum Verzehr der Frucht auch aufgeblättert werden und so als äußerst dekorative
Unterlage für das freigelegte Fruchtfleisch dienen.
-
Die Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist
in der Hauptsache dadurch gekennzeichnet, daß sie zwei gegeneinandergerichtete,
in veränderbarem Abstand angeordnete Haltesterne für die zu schälende Frucht aufweist,
daß
um einen der beiden Haltesterne ein Rundschnittmesser derart drehbar gelagert ist,
daß es einen ringformigen Schnitt in geringem Abstand von dem Haltestern ausführen
kann, und daß ein Schälmesser vorgesehen ist, das um eine Achse schwenkbar gelagert
ist, die die gemeinsame Achse der beiden Haltesterne im rechten Winkel und stets
in der Mitte zwischen den Haltesternen schneidet.
-
Die Maschine ist so ausgebildet, daß jederzeit große oder kleine Apfelsinen,
ob mit dünner oder dicker Schale, einwandfrei oeschalt werden. Nach Einspannen der
zu schälenden Frucht zwischen den beiden Haltesternen stellt sich die Maschine auf
jede Fruchtgröße von selbst ein, sobald das Schälmesser nach Herstellen des ringförmigen
Schnittes erstmalig auf die betreffende Fruchtgröße eingestellt worden ist. Der
weitere Schälvorgang läuft dann vollkommen automatisch ab.
-
Weitere Einzelheiten und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung ergeben
sich aus der folgenden Beschreibung eines in der Zeichnung schematisch dargestellten
bevorzugten Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zum maschinellen Schälen von
Apfelsinen und ähnlichen Zitrusfrüchten. Es zeigen Fig. 1 eine Schälmaschine in
Vorderansicht, Fig. 2 eine Seitenansicht der Schälmaschine von der rechten Seite
in Fig. 1 her gesehen, Fig. 3 einen Schnitt durch die Schälmaschine gemäß Schnittlinie
111-111 in Fig. 2, Fig. 4 eine Draufsicht auf die Schälmaschine, Fig. 5 die Schälmaschine
in teilweise geschnittener Darstellung zu Beginn eines Schälvorganges in Seitenansicht,
Fig. 6 eine Vorderansicht der Schälmaschine im weiteren Verlaufe des Schälvorganges,
wobei lediglichdie hauptsächlich interessierenden Einzelheiten der Maschine dargestellt
sind,
Fig. 7, 8 und 9 verschiedene weitere Ausführungsformen des
Rundschnittmessers der gezeigten Schälmaschine, Fig. 10 bis 15 Einzelheiten einer
Einrichtung zum Hin- und Herbewegen des Schälmessers bei jedem Schälvorgang und
zum Weiterschalten der zu schälenden Frucht von einem Längsschnitt zum anderen,
Fig. 16 und 17 Einzelheiten der Schälmaschine zum selbsttätigen Einstellen des Schnittanfanges
und des Schnittendes des Schälmessers bei unterschiedlichen Fruchtgrößen, Fig. 18
bis 21 Einzelheiten des Schälvorganges an einer Frucht in Schnittdarstellung und
in einer Ansicht, wobei Fig. 20 eine Schnittdarstellung gemäß Schnittlinie XX-XX
in Fig. 19 ist, und Fig. 22 bis 24 das Ergebnis eines Schälvorganges nach Durchführung
aller Verfahrensschritte.
-
Die gezeigte Schälmaschine besteht im wesentlichen aus einer Grundplatte
1 und einem darauf befestigten Grundrahmen 2 (Fig. 3), der in der Draufsicht etwa
T-förmig ausgebildet ist und von dem eine Teleskopführung mit zwei Führungsrohren
3 aufragt, in denen ein ebenfalls T-förmiger Jochkörper 4 durch Teleskoprohre 5
auf- und abbewegbar geführt ist. Für die Auf- und Abbewegung des Jochkörpers 4 ist
ein Handhebel 6 vorgesehen, der an einer von dem Grundrahmen 2 aufragenden Stütze
7 schwenkbar gelagert und durch eine Verbindungsstange 8 mit dem Jochkörper 4 verbunden
ist. Ober- und Unterteil der Maschine sind mit einer Verkleidung 9, 10 versehen.
-
An der Vorderseite der Schälmaschine'sind an dem Grundrahmen 2 und
an dem Jochkörper 4 zwei gegeneinandergerichtete Haltesterne 11, 12 für eine zu
schälende Frucht 13 (Fig. 5 und 6) senkrecht übereinander angeordnet und um eine
gemeinsame Achse 14 drehbar gelagert. Der gegenseitige Abstand der Haltesterne
11,
12 kann durch Anheben oder Absenken des Jochkörpers 4 mittels des Handhebels 6 verändert
werden.
-
Jeder der beiden Haltesterne 11, 12 weist einen zentralen Haltedorn
15 auf, der von mindestens drei oder vier radial angeordneten Halteklauen 16 umgeben
ist, die beim Gegeneinanderbewegen der Haltesterne 11, 12 rings um die zentralen
Haltedorne 15 in die Fruchtschale 17 der zu schälenden Frucht 13 eindringen. Der
untere Haltestern 11 ist lediglich in einer Richtung, im vorliegenden Ausführungsbeispiel
in Richtung des Pfeiles 18 in Fig. 4, drehbar, während der obere Haltestern 12 mit
seiner Drehachse 19 an dem Jochkörper 4 frei drehbar gelagert ist.
-
Auf der Drehachse 19 sitzt eine Hohlwelle 20 (Fig. 5) mit einem Tragarm
21 und einem daran exzentrisch befestigten Rundschnittmesser 22, das parallel zur
gemeinsamen Achse 14 der Haltesterne 11, 12 in die Arbeitsstellung abgesenkt und
um den oberen Haltestern 12 in geringem Abstand herumgeführt werden kann.
-
Es ist gegenüber der Senkrechten derart geneigt, daß es annähernd
radial gegen die Fruchtschale 17 gerichtet ist und einen Schalenring aus der Fruchtschale
herausschneiden kann.
-
Das Rundschnittmesser 22 besitzt eine U-förmige Schneide mit zwei
parallelen Schenkeln 23, 24, die in einem Abstand von etwa 5 bis 6 mm angeordnet
und durch einen die Fruchtschale 17 unterschneidenden Messersteg 25 verbunden sind.
Der Messersteg 25 ist zweckmäßig entsprechend dem Umfang der zu schälenden Frucht
geneigt und kann, wie in Fig. 5 bis 9 gezeigt, entweder gerade oder leicht konkav
oder konvex gekrümmt sein. Außerdem kann das Rundschnittmesser 22 entweder mit beiden
Schenkeln oder nur mit einem Schenkel bzw. mit einem dazwischen angeordneten gesonderten
Tragschenkel 26 an dem Tragarm 21 befestigt sein.
-
Die Hohlwelle 20 ist auf der Drehachse 19 des oberen Haltesternes
12 axial verschiebbar angeordnet (Fig. 5) und trägt an ihrem oberen Ende ein Zahnritzel
27, das mit einem kleineren Zahnritzel 28 auf einer parallelen Antriebswelle 29
kämmt, die an dem Jochkörper 4 gegen die Wirkung einer Feder 30 verschiebbar ist
und eine Mitnehmergabel 31 für die achsparallele Hohlwelle 20 aufweist. Am oberen
Ende der Antriebswelle 29 sitzt eine Handkurbel 32, durch deren Betätigung das Rundschnittmesser
22 gegenüber dem oberen Haltestern 12 in Richtung des Doppelpfeiles 33 in Fig. 5
axial verschoben und zum Ausführen eines Rundschnittes 36 rings um den oberen Haltestern
12 herumbewegt werden kann.
-
Seitlich von den beiden Haltesternen 11, 12 ist ein Schälmesser 34
angeordnet, das um eine die gemeinsame Achse 14 der Haltesterne 11, 12 im rechten
Winkel und stets in der Mitte zwischen den Haltesternen schneidene Achse 35 (Fig.
2 und 5) derart schwenkbar gelagert ist, daß es an der abzuschälenden Frucht in
Richtung der Fruchtachse zwischen den beiden Haltesternen 11, 12 verlaufende Längsschnitte
37 ausführen kann. Das Schälmesser 34 sitzt an einem abgewinkelten Schälmesserarm
38, der sich annähernd halbkreisförmig um die zu schälende Frucht 13 bewegt. Das
Schälmesser 34 ist am Ende des abgebogenen Teils 39 des Schälmesserarmes 38 angebracht
und zeigt mit seiner Spitze zur Mitte der Frucht 13. Durch Verschwenken des Schälmesserarmes
38 kann es der Rundung der Frucht 13 folgen. Das Schälmesser 34 ist an einer Zahnstange
40 befestigt und kann über einen Drehknopf 41 in Richtung des Doppelpfeiles 42 in
Fig. 6 auf die Frucht zu und von dieser weg bewegt werden, je nach Größe der Frucht
oder Dicke der Fruchtschale.
-
Das Schälmesser 34 besitzt an seiner Spitze einen entsprechend einem
mittleren Fruchtumfang gebogenen Querbalken 43, der die Fruchtschale 17 beiderseits
jedes Längsschnittes 37 mindestens bis zur Mitte zwischen zwei benachbarten Längs
schnitten unterschneidet und von dem Fruchtfleisch 44 löst.
-
Für den Antrieb des Schälmessers 34 ist eine weitere Handkurbel 50
an der Rückseite der Schälmaschine angeordnet, die durch eine Drehachse 51 mit dem
Schälmesserarm 38 verbunden ist.
-
Die Drehachse 51 ist an einer Gleitplatte 52 gelagert, die mit oberen
und unteren Führungen 53 ebenfalls an den Führungsrohren 3 auf- und abbewegbar geführt
und mit dem Handhebel 6 zum Anheben und Absenken des Jochkörpers 4 durch einen Mitnehmerstift
54 verbunden ist, der in der Mitte zwischen dem Schwenklager 55 des Handhebels 6
und der unteren Anlenkung 56 der Verbindungsstange 8 an dem Handhebel 6 angeordnet
ist und in einen horizontalen Längsschlitz 57 an der Gleitplatte 52 derart eingreift,
daß die Gleitplatte 52 und damit die Drehachse 51 für das Schälmesser 34 stets die
halbe Hubbewegung des Jochkörpers 4 bzw. des oberen Haltesternes 12 ausführt.
-
Da die hintere Handkurbel 50 außer für die halbkreisförmige Hin- und
Her- bzw. Auf- und Abbewegung des Schälmessers 34 bei jedem Schälvorgang auch für
den Antrieb des unteren Haltesternes 11 dient, um diesen mit der zu schälenden Frucht
13 vor jedem Längsschnitt 37 in die neue Ausgangsstellung für das Schälmesser 34
selbsttätig weiterzuschalten (Pfeil 18 in Fig. 4 und 21), ist die Handkurbel 50
mit dem Schälmesserarm 38 nicht
starr, sondern lediglich kraftschlüssig
verbunden. Die Handkurbel 50 ist an dem hinteren Ende der Drehachse 51 zusammen
mit einem radialen Mitnehmerarm 58 starr befestigt. Am äußeren Ende des Mitnehmerarmes
58 sitzt ein parallel zu der Drehachse 51 gegen die Gleitplatte 52 gerichteter Mitnehmerstift
59, der gleichzeitig als Federbefestigung dient.
-
Neben dem Mitnehmerarm 58 ist auf der Drehachse 51 ein Kegelritzel
60 mit einem radialen Anschlag 61 (Fig. 11 bis 13) für den achsparallelen Mitnehmerstift
59 frei drehbar gelagert.
-
An das Kegelritzel 60 schließt sich eine Drehhülse 62 an, die auf
der Drehachse 51 ebenfalls frei drehbar gelagert ist und die Gleitplatte 52 durchsetzt,
die mit einer Drehlagerung 63 für die Drehhülse 62 ausgebildet ist.
-
Vor der Gleitplatte 52 ragen von der Drehhülse 62 zwei radiale Anschlagflügel
64a, 64b (Fig. 16 und 17) nach außen, die mit einem Anschlag 65 für die Begrenzung
der Hin- und Herbewegung des Schälmesserarmes 38 zusammenwirken, der am äußersten
Ende der Drehhülse befestigt ist.
-
Hinter der Gleitplatte 52 trägt die Drehhülse 62 einen radialen Mitnehmerarm
66 mit einem zu der Drehachse 51 parallelen Mitnehmerstift 67, der eine solche Länge
hat, daß an ihm der mit der Handkurbel 50 starr verbundene Mitnehmerarm 58 bei einer
Drehung der Handkurbel in Richtung des Pfeiles 68 in Fig. 11 zur Anlage kommt und
den Schälmesserarm 38 bei jedem Längsschnitt 37 von der oberen Ausgangsstellung
69 bis in die untere Endstellung 70 (Fig. 1 und 11) mitnimmt.
-
Damit der Schälmesserarm 38 bei der anschließenden Rückdrehung der
Handkurbel 50 aus der unteren Endstellung 70 wieder in die obere Ausgangsstellung
69 mitgenommen wird, ist an den beiden gegeneinandergerichteten Mitnehmerstiften
59, 67 eine Mitnehmerfeder 71 endseitig befestigt, die um einen zylindrischen Endabschnitt
der Drehhülse 62 zwischen dem radialen Mitnehmerarm 66 und dem Kegelritzel 60 schraubenförmig
herumgelegt ist.
-
Die Mitnehmerfeder 71 ist so bemessen, daß der Schälmesserarm 38 bei
der Drehung der Handkurbel 50 bis in seine durch den Anschlag 65 begrenzte obere
Ausgangsstellung 69 für den nächsten Längsschnitt 37 mitgenommen wird und die Handkurbel
50 in Richtung des Pfeiles 72 in Fig. 11 weitergedreht werden kann, bis der Mitnehmerstift
59 an dem radialen Anschlag 61 des Kegelritzels 60 zur Anlage kommt (Fig. 13) und
das Kegelritzel 60 so lange mitnimmt, bis der untere Haltestern 11 die an ihm befestigte
Frucht 13 um einen Drehschritt in die Ausgangsstellung für den nächsten Längsschnitt
37 weitergedreht hat.
-
Zu diesem Zweck kämmt das Kegelritzel 60 mit einem zweiten Kegelritzel
80, das am oberen Ende einer senkrechten Welle 81 angeordnet ist, die an einer von
der Gleitplatte 52 nach hinten ragenden Konsole 81a und am Grundrahmen 2 drehbar
gelagert und gegenüber einem radialen Mitnehmerarm 82 axial verschiebbar ist, der
an der Oberseite des Grundrahmens 2 drehbar angeordnet und durch eine Zahnstange
83 mit einem Klinkenradantrieb 84 (Fig. 14 und 15) unterhalb des unteren Haltesternes
11 verbunden ist. Wie in Fig. 14 und 15 zu erkennen, sitzt auf der Drehachse 85
des unteren Haltesternes 11 ein Klinkenrad 86, in das eine federbelastete Mitnehmerklinke
87 derart eingreift, daß der untere Haltestern 11 bei jeder Hin- und Herbewegung
der
Zugstange 83 lediglich im Uhrzeigersinne (Pfeil 18) schrittweise weitergedreht wird.
Die Länge jedes Drehschrittes wird durch zwei Endanschläge 88,89 bestimmt, die mit
dem Grundrahmen 2 fest verbunden sind. An der Zugstange 83 greift eine Zugfeder
90 an, die die Zugstange 83 und die Mitnehmerklinke 87 jedesmal wieder in die in
Fig. 15 gezeigte Ausgangsstellung zurückstellt, wobei eine am Grundrahmen 2 angeordnete
weitere Sperrklinke 91 ein Rückdrehen des Klinkenrades 86 verhindert.
-
Damit das Schälmesser 38 auch bei unterschiedlicher Fruchtgröße am
Ende seiner Aufwärtsbewegung stets von selbst in den mit gleichem Durchmesser hergestellten
Rundschnitt 36 eingreift und der Längsschnitt 37 bis möglichst dicht an den unteren
Haltestern 11 ausgeführt wird, ist der Anschlag 65 (Fig. 16 und 17), der mit zwei
radialen Anschlagflügeln 64a, 64b an der Drehhülse 62 zusammenwirkt, an der Gleitplatte
52 nicht starr befestigt, sondern ragt von einer Gleitkulisse 100 nach vorne, die
an der Vorderseite der mit der Drehhülse 62 auf- und abbewegbaren Gleitplatte 52
in Richtung des Doppelpfeiles 100a horizontal verschiebbar angeordnet ist. Da der
auf der Gleitkulisse 100 sitzende Anschlag 65 bei kleineren Früchten sich näher
an der Drehachse 51 für den Schälmesserarm 38 befinden und bei größeren Früchten
von der Drehachse 51 weiter entfernt sein muß, ist die Gleitkulisse 100 über einen
nach hinten gerichteten Mitnehmerstift 101, der durch einen horizontalen Schlitz
102 in der Gleitplatte 52 hindurchragt, mit einem Winkelhebel 103 verbunden, der
an der Rückseite der Gleitplatte 52 an der Stelle 104 schwenkbar gelagert ist und
an dem eine Verbindungsstange 105 angreift,-die an dem Handhebel 6 angelenkt ist
und den Winkelhebel 103 und damit die Gleitkulisse 100 mit dem Anschlag 65 jeweils
entsprechend der Schwenkstellung des Handhebels 6 gegenüber der Drehachse 51 seitlich
verstellt.
-
In Fig. 16 ist die Stellung des Anschlages 65 beim Schälen einer großen
Frucht und in Fig. 17 beim Schälen einer wesentlich kleineren Frucht gezeigt.
-
Die Schälmaschine arbeitet wie folgt: Durch Betätigung des Handhebels
6 werden die beiden Haltesterne 11, 12 auseinanderbewegt, so daß die zu schälende
Frucht 13 in die Maschine eingesetzt werden kann und beim Niederdrücken des Handhebels
6 zwischen den beiden Haltesternen festgeklemmt wird.
-
Anschließend wird das Rundschnittmesser 22 durch Niederdrücken der
oberen Handkurbel 32 auf die Fruchtschale 17 abgesenkt und durch Weiterdrehen der
Handkurbel in Richtung des Pfeiles 110 in Fig. 5 um den Haltestern 12 herumbewegt,
so daß es aus der Fruchtschale 17 einen Schalenring unter Bildung einer etwa 5 bis
6 mm breiten Rille herausschneidet. Das Rundschnittmesser 22 wird bei dünner Schale
nur wenig, bei dicker Schale tiefer eingedrückt.
-
Sodann wird das Schälmesser 34 durch Drehen der hinteren Handkurbel
50 in die obere Ausgangsstellung 69 angehoben und durch Betätigung des Drehknopfes
41 in den Rundschnitt 36 derart eingesetzt (Fig. 6 und 18 bis 21), daß es die Fruchtschale
17 in Längsrichtung durchschneidet und mit dem Querbalken 43 die Fruchtschale 17
beiderseits des Längs schnittes 37 vom Fruchtfleisch 44 löst, wie dies im einzelnen
in Fig. 18 bis 21 zu erkennen ist. Die hintere Handkurbel. 50 wird hierbei jedesmal
im Gegenuhrzeigersinne gedreht, bis das Schälmesser 34 die untere Endstellung 70
erreicht hat. Durch Rückdrehen der Handkurbel 50 wird das Schälmesser 34 wieder
in die obere Ausgangsstellung 69 und damit in den oberen Rundschnitt 36 zurückbewegt,
woraufhin durch Weiterdrehen der Handkurbel 50 im Uhrzeigersinne zunächst
der
untere Haltestern 11 mit der daran befestigten Frucht 13 durch den beschriebenen
Klinkenradantrieb 84 mitgenommen und in die Ausgangsstellung 69 für den nächsten
Längsschnitt 37 bewegt wird.
-
Wie in Fig. 22 bis 24 gezeigt, weist die fertig geschälte Frucht oberhalb
des Rundschnittes 36 eine noch am Fruchtfleisch haftende Schalenkappe 36a und unterhalb
davon einen durch die Längsschnitte 37 sternförmig aufgeschnittenen größeren Schalenteil
37a auf, der lediglich im Bereich des unteren Endes der Fruchtachse mit einem im
wesentlichen kreisförmigen Schalenteil 37b an dem Fruchtfleisch haftet und dieses
so lange umgibt,bis es zum Verzehr der Frucht vom Fruchtfleisch abgelöst wird.
-
Patentansprüche