DE2713450A1

DE2713450A1 - Teig-misch-und knetmaschine

Info

Publication number: DE2713450A1
Application number: DE19772713450
Authority: DE
Inventors: Bernhard Dipl Ing Heimbrecht
Original assignee: Werner and Pfleiderer GmbH
Current assignee: Werner and Pfleiderer GmbH
Priority date: 1977-03-26
Filing date: 1977-03-26
Publication date: 1978-09-28
Also published as: DE2713450C2; JPS53118562A; IT1093883B; GB1553172A; IT7821490A0; US4167340A; FR2384457A1

Description

WERNER & PFLEIDERER 3 Stgt.-Feuerbach,

24. März 1977 Pat.-Kn/Hl PF 7613

Teig-Misch-und Knetmaschine

Die Erfindung betrifft eine Teig-Misch-und Knetmaschine mit einem liegenden kreiszylindrischen Behälter und einem in dessen Stirnwänden zentrisch gelagerten, mit hoher Geschv/indiqkeit umlaufenden Misch- und Knetwerkzeug, wobei in der Umfangswand des Behälters mindestens eine nach außen sich erstreckende taschenförmige Ausnehmung vorgesehen ist.

Bei einer aus der GB-PS 1 ol5 88o bekannten Maschine vorstehend genannter Art besteht das schnell rotierende Misch- und Knetwerkzeug aus einer den Behälter längs durchsetzenden Welle mit mehreren in Abständen nebeneinander vorgesehenen radialen Schlägern oder Messern. Im unteren Teil des Behälters sind mehrere feststehende Messer angeordnet, die jeweils in die Zwischenräume zwischen den rotierenden Schlägern bzw. Messern hineinragen. In etwa der gleichen Ebene wie die feststehenden Messer sind an den Stirnwänden des Behälters nach innen gerichtete flache VorSprünge vorgesehen. In der Urafangswand des Behälters befinden sich zwei etwa diametral gegenüberliegende taschenförmige Ausnehmungen, deren im wesent-

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lichen horizontale Oberfläche dem von den Schlägern mitgenommenen Teig Widerstand entgegensetzen und dadurch ein Strecken des Teiges bewirken. So erwünscht diese Wirkung für das Kneten des Teiges an sich ist, kommt sie bei der bekannten Maschine doch nicht im beabsichtigten Ausmaß zur Geltung, weil bei der dort vorgesehenen Lage der Ausnehmungen der Teig sich in ihnen festsetzt, was nicht nur die erwähnte Knetwirkung hinfällig werden läßt, sondern auch Schwierigkeiten bei der Entleerung des Behälters bereitet. Ein weiterer erheblicher Nachteil, vor allem beim Kneten fester bzw. zäher Teige ist darin gelegen, daß durch das Ineinandergreifen der feststehenden und rotierenden Messer bzw. Schläger außerordentlich hohe Scherkräfte erzeugt werden, die zu einer unzulässigen Überhitzung des Teiges infolge Reibung und zu einem ebenfalls unerwünschten vielfachen Zerreißen des Klebergerüsts des Teiges führen. Außerdem besteht die Gefahr, daß Teile des Teiges sich an der durchgehenden Welle oder an den nicht von den Messer - bzw. Schlägerspitzen bestrichenen Abschnitten der ümfangswand festsetzen, wodurch sie der eigentlichen Knetbehandlung entzogen werden.

Bei einer anderen Art von Schnellknetern, wie sie beispielsweise aus den ÜS-PSen 1 672 264 und 1 726 o33 bekannt sind, rotiert in einem U-förmigen Trog waagrecht ein Misch-und Knetwerkzeug, welches aus einer durch-

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gehenden Welle mit mehreren von radialen Armen getragenen parallelen Knetstangen besteht. Bei diesen Maschinen kommt der Kneteffekt dadurch zustande, daß der um das Knetwerkzeug sich wickelnde Teig durch die bei den relativ hohen Betriebsdrehzahlen auftretenden Zentrifugalkräfte gegen die Trogwand geschleudert wird. Infolge der dabei entstehenden Reibung wird der Teig sehr rasch überhitzt. Um dies zu vermeiden, sind längs der Trogwand drehbare Abweiser vorgesehen, durch die der Teig von der Wand ferngehalten werden soll. Damit werden jedoch die nachteiligen Auswirkungen nicht beseitigt, sondern nur an eine andere Stelle verlagert, weil nun im Bereich der Abweiser hohe Scherkräfte im Teig entstehen.

Aus der GB-PS 126 2-AD 188o ist eine Teig-Misch-und Knetmaschine mit U-förmigem Trog und einem Misch- und Knetwerkzeug ohne durchgehende Welle bekannt. Das Misch- und Knetwerkzeug besteht in diesem Fall aus drei Paaren unterschiedlich langer radialer Arme, zwischen denen jeweils eine gitterartige Konstruktion von längs und quer verlaufenden Messern oder Flügeln angeordnet ist. Ein derartiges Knetwerkzeug kann in der Praxis nur mit relativ niedrigen Drehzahlen betrieben werden. Beim Einsatz in einem Schnellkneter würden sich hohe Reibungskräfte mit ihren nachteiligen Auswirkungen auf den Teig einstellen, weil die Fliehkräfte quadratisch mit der Geschwindigkeit

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ansteigen. Abgesehen davon bereitet beim Entleeren der Maschine das vollständige Entfernen des Teiges von einem derartigen^ Knetwerkzeug erhebliche Schwierigkeiten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Teig-Misch-und Knetmaschine eingangs genannter Art hinsichtlich ihrer Leistung zu verbessern, wobei trotz intensiver Knetwirkung der Teig keine Schädigung, vor allem keine überhitzung erfahren darf.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Misch- und Knetwerkzeug aus mindestens drei einzelnen, auf jeweils unterschiedlichen Kreisbahnen um die Behälterlängsachse umlaufenden und in Umfangsrichtung in etwa gleichen Winkelabständen aufeinanderfolgenden Knetflügeln besteht, von denen der äußerste als Abstreifer an der Behälterwand entlangläuft, wobei jeder Knetflügel mit seitlichen Armen an in den Stirnwänden des Behälters gelagerten Wellenzapfen befestigt ist, und daß eine taschenförmige Ausnehmung oben am Behälter durch eine als Beschickungs- und Entleerungsöffnung dienende Unterbrechung der Umfangswand in Verbindung mit einer gegenüber der ümfangs· wand mittels eines die Unterbrechung umgebenden Rahmens auf Abstand gehaltenen Abdeckung gebildet ist.

Durch diese Maßnahme wird ein wirkungsvolles Kneten bei

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gleichzeitig schonender Behandlung des Teiges erzielt. Die vorteilhafte Wirkung beruht vor allem darauf, daß infolge des großen, von Knetwerkzeugteilen freien Raumes der Teig die Möglichkeit hat, Rollbewegungen im Behälter durchzuführen, wobei die Knetflügel hauptsächlich nur dem Teig die für diese Bewegungen erforderlichen Impulse in sehr rascher Aufeinanderfolge erteilen. Die Rollbewegungen des Teiges in Verbindung mit dem Widerstand, den der Teig durch die Einwirkung der bei der hohen Umlaufgeschwindigkeit auftretenden Zentrifugalkräfte an der Umfangswand des Behälters erfährt, bewirken ein intensives Strecken und Stauchen des Teiges, ohne daß der Teig übermäßigen Scher- und Reibungskräften und damit unzulässiger Erhitzung ausgesetzt ist. Durch die Anordnung einer das Kneten begünstigenden taschenförmigen Ausnehmung oben am Behälter wird für eine häufige Lageänderung des Teiges in besonders wirkungsvoller Weise gesorgt, wobei der Teig sich dort nicht festsetzen kann, weil er unter der Einwirkung der Schwerkraft immer wieder zurück in den Bewegungsbereich der Knetflügel gelangt. Da infolge der Abstreifwirkung des äußeren Knetflügels sich nirgendwo sonst im Behälter Teig ansetzen kann, gibt es keine unbehandelten Teigpartien, so daß zugleich auch die vollständige Entleerung und Selbstreinigung der Maschine sichergestellt ist.

Für die neuartige Wirkung der erfindungsgemäßen Misch-

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und Knetmaschine ist es besonders förderlich, wenn die von Knetflügeln durchlaufenen Kreisbahnen einen Durchmesser aufweisen, der gleich oder größer als der halbe Innendurchmesser des Behälters ist, weil dann der Teig in einen relativ großen Freiraum zwischen den Knetflügeln ausweichen kann, womit einem vielfachen Zerschneiden oder Zerreisen des Teiges durch die Knetflügel wirkungsvoll begegnet wird.

Zweckmäßigerweise ist der als Abstreifer dienende Knetflügel im Querschnitt keilförmig gestaltet und unter einem flachen Winkel gegen die Behälterwand angestellt. Diese strömungsgünstige Formgebung kann auch bei allen anderen Knetflügeln und/oder den seitlichen Armen Anwendung finden, wodurch nicht nur die Fertigung der erwähnten Teile vereinfacht, sondern auch erreicht wird, daß den Knetflügeln durch die Teigmasse nur ein minimaler Widerstand entgegengesetzt wird.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die Knetflügel mit Bezug auf die Drehrichtung rückwärts gekrümmt, wodurch dem Teig eine zusätzliche, gegen die Behältermitte gerichtete Bewegung erteilt wird. Diese begünstigt nicht nur das Mischen des Teiges sondern unterstützt auch das Entleeren des Behälters.

Besonders vorteilhaft für das Entleeren ist es, wenn in

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weiterer Ausgestaltung der Erfindung die Abdeckung als zur ümfangswand des Behälters konzentrischer ortsfester Zylinderabschnitt gestaltet und der Behälter um seine Längsachse 'schwenkbar vorgesehen ist.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt, welches nachstehend näher erläutert wird. Es zeigen

Fig. 1 einen Querschnitt nach der Linie I-I der

Fig. 2 und
Fig. 2 einen Längsschnitt nach der Linie II-II der

Fig. 1

Die dargestellte Teig-Misch-und Knetmaschine besteht im wesentlichen aus einem liegenden kreiszylindrischen Behälter 1 und einem darin drehbaren Misch-und Knetwerkzeug 2.

Der Behälter 1 ist gebildet aus der Ümfangswand 3 und den Stirnwänden 4 und 5. Oben am Eehälter weist die Ümfangswand 3 eine Unterbrechung 6 auf, die beim Ausführungsbeispiel in der Draufsicht rechteckig ist und über die gesamte Behälterlänge reicht. Die als Beschickungs- und Entleerungsöffnung dienende Unterbrechung 6 ist von einem an der Ümfangswand 3 fest angebrachten Rahmen 6¹ umgeben, mit dem

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eine Abdeckung 7 gegenüber der Umfangswand 3 auf Abstand gehalten ist. Durch diese Maßnahmen wird eine sich nach außen erstreckende taschenförmige Ausnehmung 8 gebildet, deren Funktion nachstehend erläutert wird. Die Abdeckung hat die Form eines zur Umfangswand 3 des Behälters konzentrischen Zylinderabschnitts. Sie ist ortsfest angeordnet und mit einem Beschickungsstutzen 7' versehen. Zum Entleeren wird der um seine Längsachse schwenkbare Behälter 1 - ausgehend von der in Fig. 1 gezeigten Beschickungs- und Betriebsstellung - so weit gedreht, bis die Unterbrechung 6 nach unten weist, während die Abdeckung mit dem Beschickungsstutzen 7' in der gezeigten Stellung bleibt.

Das Misch- und Knetwerkzeug 2 besteht aus drei Knetflügeln 9,Io und 11, die mit jeweils paarweise vorgesehenen seitlichen Armen 12,13 und 14 an Wellenzapfen 15 und 16 befestigt sind. Die Wellenzapfen 15,16 sind in den Stirnwänden 4,5 des Behälters 1 drehbar gelagert und stehen mit einer nicht dargestellten Antriebsvorrichtung in Verbindung. Die Arme 12,13,14 haben unterschiedliche Längen, so daß sich jeder der von ihnen getragenen Knetflügel 9,lo,ll auf einer eigenen Kreisbahn um die Längsachse des Behälters bewegt. Die Kreisbahn des äußersten Knetflügels 9 führt dicht entlang der Umfangswand 3, so daß dieser Knetflügel zugleich als Abstreifer wirkt. Der Durchmesser der Kreisbahn des Knetflügels 9 entspricht, wenn das notwendige Bewegungsspiel außer acht gelassen wird, dem Innendurchmesser D des Behälters.1. Der Durchmesser d der in Fig.

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strichpunktiert eingezeichneten Kreisbahn des inneren Knetflügels 11 ist größer als der halbe Innendurchmesser D, so daß sich also alle Knetflügel in einem Ringraum bewegen, der durch die Kreiszylinderflächen mit den Durchmessern Dunddbegrenzt ist.

Der als Abstreifer dienende Knetflügel 9 ist im Querschnitt keilförmig gestaltet und unter einem flachen Winkel O6 gegen die Umfangswand des Behälters angestellt. Die gleiche Querschnittsform und den gleichen Anstellwinkel weisen auch die anderen Knetflügel lo,ll sowie die seitlichen Arme 12,13,14 auf. In Fig. 1 ist bei dem Arm 12 der Querschnitt und die Anstellung gegen die Stirnwand 4 nit strichpunktierten Linien angedeutet.

Die Knetflügel 9,10,11 sind in ihrer Umlaufbahn mit Bezug auf die in Fig. 1 durch einen Pfeil gekennzeichnete:; Drehrichtung rückwärts gekrümmt. Diese Krümmung braucht nicht, wie in der Zeichnung dargestellt, bogenförmig zu verlaufen; sie kann auch pfeilförmig sein, denn in beiden Fällen wird dem Teig durch diese Maßnahme eine zusätzliche, gegen die Behältermitte gerichtete Bewegung erteilt. Unterstützt wird diese Bewegung noch durch die oben erwähnte Gestaltung der seitlichen Arme. 12,13, 14, die zugleich die Stirnwände 4,5 abstreifen.

Bezogen auf die Darstellung gemäß Fig. 1 dreht sich das

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Misch-und Knetwerkzeug 2 im Behälter 1 entgegen dem Uhrzeigersinn. Die Umfangsgeschwindigkeit des äußersten Knetflügels 9 beträgt ca. 4-5m/sec, was je nach Größe bzw. Fassungsvermögen des Behälters einem Drehzahlbereich von ca. 5o-15o U/Min entspricht. Infolge der hohen Umfangsgeschwindigkeit der Knetflügel wird der Teig nach außen gegen die Umfangswand 6 des Behälters geschleudert, von der er aber durch den äußersten Knetflügel 9 immer wieder abgestreift wird. Durch die dabei radial und tangential einwirkenden Kräfte wird der Teig in rollende Bewegungen versetzt, bei denen wesentlich geringere Reibungskräfte entstehen als bei den bekannten Maschinen, bei welchen der Teig hauptsächlich an der Behälterwand entlanggeschoben wird. Als Voraussetzung für das Entstehen der vorteilhaften Rollbewegung sind hauptsächlich die relativ großen freien Räume zwischen den Knetflügeln zu betrachten. Die auf unterschiedlichen Kreisbahnen umlaufenden Knetflügel bewirken, daß dem rollenden Teig ständig wechselnde Bewegungsimpulse erteilt werden, wodurch der Teig zusätzlich gedrückt und gezogen wird. Ein weiteres Strecken und Drücken erfährt der Teig, wenn er in den Bereich der taschenförmigen Ausnehmung 8 gelangt. Dabei ändert sich die Form und die Lage des Teiges, so daß sich immer wieder andere Angriffspunkte für die Knetflügel ergeben. Im Gegensatz zu den bekannten Maschinen ist die Verweilzeit des Teiges in der taschenförmigen

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Ausnehmung 8 äußerst gering, weil der Teig unter der Einwirkung der Schwerkraft sofort wieder in den eigentlichen Behälter zurückgelangt. Die vorstehend erläuterte schonende Behandlung des Teiges bei gleichzeitig gutem Kneteffekt ermöglicht einen Betrieb der Maschine mit sehr hohen Drehzahlen, was wiederum zu kürzeren Knetzeiten und damit zu einer Steigerung der Maschinenleistung führt.

-Patentansprüche-

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e e r s e i t e

Claims

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WERNER & PFLEIDERER Stgt.-Feuerbach,

24. l'ärz 1977 Pat.-Kn/Hl PF 7613

Patentansprüche

{ Iy Teig-Misch-und Knetmaschine mit einem liegenden kreiszylindrischen Behälter und einem in dessen Stirnwänden zentrisch gelagerten, mit hoher Geschwindigkeit umlaufenden Misch-und Knetwerkzeug, wobei in der Umfangswand des Behälters mindestens eine nach außen sich erstreckende taschenförmige Ausnehmung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Misch- und Knetwerkzeug (2) aus mindestens drei einzelnen, auf jeweils unterschiedlichen Kreisbahnen um die Behälteriängsachse umlaufenden und in ümfangsrichtung in etwa gleichen Winkelabständen aufeinanderfolgenden Knetflügeln (9,lo,ll) besteht, von denen der äußerste (9) als Abstreifer an der Umfangswand (3) des Behälters (1) entlangläuft, wobei jeder Knetflügel mit seitlichen Armen (12,13,14) an in den Stirnwänden (4,5) des Behälters (1) gelagerten Wellenzapfen (15,16) befestigt ist, und daß eine taschenförmige Ausnehmung (8) oben am Behälter (1) durch eine als Beschickungs- und Entleerungsöffnung dienende Unterbrechung (6) der Umfangswand (3) in Verbindung mit einer gegenüber der Umfangswand (3) mittels eines die Unterbrechung (6) umgebenden Rahmens (6¹) auf Abstand gehaltenen Abdeckung (7) gebildet ist.

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ORIGINAL INSPECTED
2. Teig-Misch-und Knetmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von den Knetflügeln (9,lo,ll) durchlaufenen Kreisbahnen einen Durchmesser aufweisen, der gleich oder größer als der halbe Innendurchmesser (D) des Behälters (1) ist.
3. Teig-Misch-und Knetmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der als Abstreifer dienende Knetflügel (9) im Querschnitt keilförmig gestaltet und unter einem flachen Winkel (α.) gegen die ümfangswand (3) des Behälters (1) angestellt ist.
4. Teig-Misch-und Knetmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß alle Knetflügel (9,lo,ll) und/oder die seitlichen Arme (12,13,14) die gleiche Querschnittsform und die gleiche Anstellung wie der als Abstreifer dienende Knetflügel (9) aufweisen.
5. Teig-Misch-und Knetmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Knetflügel (9,lo,ll) mit Bezug auf die Drehrichtung rückwärts gekrümmt sind.
6. Teig-Misch-und Knetmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (7) als zur Ümfangswand (3) des Behälters (1) konzentrischer ortsfester Zylinderabschnitt gestaltet und der Behälter (1) um seine Längsachse schwenkbar vorgesehen ist.

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