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Vorrichtung zum Portionieren von Teig für
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Brötchen oder Kleinbrote
Beschreibung: Die Erfindung
betrifft eine Vorrichtung zum gleichmäßigen Portionieren von Teig für Brötchen oder
Kleinbrote mit einem Teigeinfüllbehälter sowie einem den Teig aus dem Behälter einer
Meßkammer oder einer Gruppe von Meßkammern zuführenden Kolben, wobei mehrere Meßkammern
oder Gruppen von nebeneinanderliegenden Meßkammern in einer drehbar gelagerten Trommel
radial angeordnet sind und åede Meßkammer einen Meßkolben aufweist, dessen Stellung
in der Meßkammer in Abhängigkeit von der Drehbewegung der Trommel veränderbar ist
und zwischen dem Ausgang des Teigeinfüllbehälters und dem Eingang einer in Teigfüllposition
befindlichen Meßkammer ein Verdichtungsraum mit trichterförmig verlaufenden Seitenwandungen
angeordnet ist, nach Patentanmeldung P 29 15 348.8.
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Eine solche Vorrichtung geht beispielsweise aus der DE-OF 2 244 469
hervor, bei der der Teig bereits unterhalb eines Teigeinfüllschachtes mit Hilfe
von zwei gegenläufig angetriebenen Sternrädern durch portionsweises Abquetschen
Vorportioniert wird und in eine Kammer gelangt, in der ein zum Schacht hin mittels
eines Messers abtrennbarer hin- und herbeweglich gelagerter Schieber den Teig in
eine Meßkammer oder eine Meßkammergruppe preßt. Der Antrieb der Sternräder zur Vorportionierung
des Teiges erfolgt in Abhängigkeit von der Stellung eines unterhalb dieser Sternräder
angeordneten Fühlers, der bei Uberschreiten einer vorbestimmten 51eigmenge in der
Kammer den Antrieb der Sternräder unterbricht. Um mit Sicherheit zu kleine Teigportionen
zu vermeiden, muß die Kammer stets mit mehr als Meßkammervoluman gefüllt werden,
wobei der Überschuß vom Schieber aus der Kammer unter erheblicher Quetschung des
Teiges zurückgedrückt wird. Erhöht sich die zwischen dem Trennwerkzeug und der Kammer
befindlichen Teigmenge, wird der überschüssige Teig durch eine Öffnung nach oben
gedrückt,
wo sich der Fühler befindet, der die Zuführung durch das Trennwerkzeug abschaltet
und erst nach Absinken des Teigniveaus wieder einschaltet. Besonders nachteilig
ist es, daß mehrere Arbeitsgänge des Förderkolbens erforderlich sein können, ehe
die Sternräder die nötige Teigmenge abgeschnitten haben, so daß in jedem Fall mit
einem Teigüberschuß gearbeitet werden muß und gewisse Sberschußteigmengen wiederholt
nach oben gequetscht werden.
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Bei einem Quetschvorgang des Teiges werden jedoch in nachteiliger
Weise organische Teigzellen zerstört, welche bei dem späteren Backvorgang eine stärkere
Kruste1 eine dichtere Krume und eine dunkle Vcrfrbun der Krume zur Folge haben.
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Aus der DE-OF 24 61 892 ist eine weitere Vorrichtung der eingangs
aufgeführten Art bekannt, welche ebenfalls mit zwei gegenläufig betriebenen Sternrädern
zur Vorportionierung des Teiges ausgerüstet ist, bei der zwischen der Zuführvorrichtung
und dem Vorraum keine Stauungen auftreten, jedoch wird der Teig bereits durch die
Vorportionierung mittels der Sternräder in nachteiliger Weise Quetschungen unterworfen.
Der Teigvorraum wird ebenfalls durch ein Messer abgeschlossen, wobei etwa noch herausragender
Teig, der sich vor dem Schieber zur Einfiihrung des Teiges in den Meßkammern befindet,
abgeschnitten wird. Da der Schiebervorraum mit der Neßkammergröße nicht übereinstimmt,
erfolgt ein erneutes Abschneiden des Teiges durch die Drehung der Trommel, wobei
der vor der Meßkammer verbleibende Teig von dem zurückgehenden Schieber mitgenommen
und mit dem nachfolgenden Teig vermengt wird.
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Derartige Vorrichtungen sind nicht nur hinsichtlich ihrer Bauweise
aufwendig, sondern behandeln den Teig insoweit nachteilig, als dieser mehrfachen
Quetschungen und
Abschneidungen unterworfen ist, welche sämtlich
zellenzerstörend wirken. Diese Zellenzerstörung wird beim nachfolgenden Backvorgang
sichtbar, wie eingangs aufgeführt ist.
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Der Hauptanmeldung liegt er die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
zum gleichmäßigen Portionieren von Teig für Brötchen oder Kleinbrote der eingangs
aufgeführten Art zu schaffen, bei der der eig einer äußerst schonenden Behandlung
unterworfen wird, wobei die Nachteile der bekannten Vorrichtungen vermieden werden.
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Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Hauptanmeldung dadurch,
daß zwischen dem Ausgang des Geigeinfüllbehälters und dem Eingang einer in Teigfüllposition
befindlichen Meßkammer ein Verdichtungsrsum mit trichterförmig verlaufenden Seitenwandungen
angeordnet ist.
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Der Erfindung liegt dabei i Erkenntnis zugrunde, daß eine auf den
Teig gleichmäßig einwirkende Raumpressung auf die Teigzellen keine nachteiligen
Wirkungen ausübt, da sich der Teig durch die gleichmäßige Gasbildung äußerst elastisch
verhält. Aus diesen Gründen wird der Teig in dem einer äeweiligen Meßkammer vorgeordneten
Verdichtungsraum einer die Teigzellen nicht zerstcirenden gleichmäßigen Verdichtung
unterworfen, wobei zellenzerstörende Quetschungen vermieden werden.
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Bei dem nachfolgenden Einfüllvorgang der Teigportionen in die Meßzylinder
hat es sich herausgestellt, daß durch unbeabsichtigte Lufteinschlüsse nicht die
erforderliche eßgenauigkeit erreicht wurdc. Durch die unbeabsichtigt mit eingeschlossene
Luft wurden äe nach der Größe des Lufteinschlusses unterschiedliche Teigmengen in
den jeweiligen Meßzylinder eingefüllt, so daß die Teigportionen Schwankungen
unterworfen
waren.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, derartige I,ufteinschliissse
zti vermeiden, wobei der Teig ebenfalls einer äußerst schonenden Behandlung unterworfen
sein soll.
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Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt bei der eingangs aufgeführten Vorrichtung
dadurch, daß die Meßkolben in ihrer Jeweiligen Meßkammer in der Teigabgabeposition
bündig mit dem Meßkammerausgang sind und in dieser Stellung bis zum Erreichen der
Teigaufnahmeposition während einer Trommeldrehbewegung von ca. 1800 angeordnet sind.
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Durch den bündigen Abschluß des Neßkammerkolbens in seiner Meßkammer
wird erreicht, daß beim Eindrehen der Trommel in die Jeweilige Teigaufnahmeposition
der Meßkolben sich unmittelbar an den Verdichtungsraum anlegt, so daß jegliche Lufteinschlüsse
verhindert werden.
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Zur Steuerung des Bewegungsablaufes der Meßkolben im Bereich der Teigaufnahmeposition
ist in Weiterbildung der Erfindung ein auf die Meßkolben einwirkbarer Druckhebel
angeordnet, welcher mittels Schubstangen über einen Hebel synchron mit dem Kolben
durch den Antrieb betätigt wird.
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Durch diese Maßnahme wird sichergestellt, daß der gesamte Arbeitsablauf,
nämlich der Transport des Teiges aus dem Trichterraum in den Verdichtungsraum, der
Fülivorgang und der weitere Bewegungsablauf des Meßkammer kolbens synchron und für
den Teig schonend abläuft.
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Auf der Schubstange ist in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung
eine Einstellmutter mit einer gegen den Druckhebel wirkenden Druckfeder angeordnet,
und an dem
den Druckhebel durchdringenden Ende der Schubstange befindet
sich eine Rückholmutter, während an dem anderen Ende der Schubstange ein Gleitstück
mit einer Kulisse angeordnet ist, in der ein mit dem Hebel verbundener Nitnehmerzapfen
gleitbar ist. Insbesondere die Druckfeder und die entsprechende Einstellung ihrer
Vorspannung sorgen dafür, daß beim Einführen der Teigportionen in die Meßkammern
durch eine entsprechende Bewegung des Meßkammerkolbens für den Teig unschädliche
Druckverhältnisse vorherrschen.
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An seinem dem Verdichtungsraum abgekehrten Ende weist der Kolben ein
Schubteil mit einrr Kulisse auf, in die ein am Hebel befestigter Mitnehmerstift
eingreift. Die vorgesehenen Kulissen sorgen dafür, daß bei der Umsetzung einer kontinuierlichen
Drehbewegung des Antriebes in eine Hin- und Herbewegung es Kolbens und der Schubstange
an den Umkehrpunkten der Bewegung ausreichende Totzeiten auftreten.
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Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen, in denen Ausführungsbeispiele
dargestellt sind, näher erläutert.
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Hierbei zeigen: Figur 1 einen Querschnitt durch die Vorrichtung mit
Einfülltrichter und Trommel für die Maßkammern in schematischer Darstellung; Figur
2 eine Draufsicht auf die Darstellung nach Figur 1 ebenfalls in schematischer Darstellung;
Figur 3 einen vergrößerten Querschnitt durch den Verdichtungsraum und Figur 4 eine
Ansicht des Vrdichtungsraumes von vorn entsprechend der Figur 7 (um 900 geschwenkt);
Figur 5 ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit einem Einfülltrichter
und Prommel für die
Meßkammern in schematischer Darstellung und
Figur 6 eine Draufsicht auf die Ausführungsform nach Figur 5.
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Der Teigeinfüllbehälter 1 ist mit dem Kammerteil 2 fest verbunden
und am unteren Ende des Teigeinfüllbehälters befindet sich ein hin- und herbeweg].icher
Kolben 3, der mit Hilfe eines Kolbenhebels 5, eines Kolbenhebelarmes 6 und einer
Kurbelwelle 8 angetrieben wird. Der Motor zum Antrieb der Kurbelwelle ist nicht
nhr @ drgestellt. Eine Druckfeder 7 sorgt fiir eine federnde Wirkung des Kolbens
3, so daß dieser in den Teig federelastisch eingreift und diesen schonend bewegs.
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An der Kurbelwelle 8 befinden si ch zwei Endschalter 19 und 20, wobei
der Endschalter 19 die Kurbelwelle 11 über einen nicht näher dargestellten Antrieb
in Bewegung setzt und über Gestänge 10 den Schi eber 9 nach oben bewegt. Bei einer
Drehung der Kurbelwelle 8 um 180° wird iiber Nocken der Endschalter 20 betätigt
und das Messer 9 bewegt sich wieder in entgegengesetzter Richtung.
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Dem Teigeinfüllbehälter 1 schließt sich der durch das Schieberteil
9 abtrennbare Verdichtungsraum 4 an, dem eine Trommel 12 mit radial gelagerten Meßkammern
13 zugeordnet ist. Die Trommel 12 ist um ihre Achse 21 durch einen ebenfalls nicht
näher dargestellten Antrieb drehbar gelagert, so daß die verschiedenen am Umfang
radial angeordneten Meßkammern 13 in Richtung des Pfeiles 25' die verschiedenen
Stationen schrittweise durchlaufen.
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Der Teig, der über den Teigeinfüllbehälter 1 eingegeben wird, nimmt
den g esamten unteren Raum ein und wird über den Kolben 3 in Richtung des Vordichtungsraumes
4 geschoben. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich die Meßkammer 13 in der in Figur
1 dargestellten Position, so daß dadurch sowohl die Meßkammer, als auch der Verdichtungsraum
4 vollständig mit Teig gefüllt werden. Durch den Einfüllvorgang und die Durchwanderung
des
Verdichtungsraumes 4 erhält der Teig eine gewisse Vorkomprimierung.
Wenn der Kolben 3 seine vordere Stellung erreicht hat, die in Figur 1 dargestellt
ist, wird über den Schalter 19 das Schieberteil 9 betätigt und der Teig, der sich
in dem Verdichtungsraum 4 befindet, wird von dem im Teigeinfüllbehälter 1 befindlichen
Teig abgeteilt. Die Trommel 12 und damit sämtliche Meßkammern bewegen sich in Richtung
des Pfeiles 25'und der in der Meßkammer 13 eingefüllte Teig wird bei diesem Vorgang
von dem Verdichtungsraum 4 abgetrennt, so daß der Verdichtungsraum 4 auf der einen
Seite von der Trommelwandung 12 und der anderen von dem Messerteil 9 geschlossen
ist. Bei dieser Bewegung der Trommel 12 bewegt sich auch der Kolben 3 wieder in
Rückwärtsrichtung, so daß hierbei der über dem Kolben befindliche Teig den vom Kolben
3 freigegebenen Raum unmittelbar einnehmen kann.
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Sobald der Kolben 3 seine hinterste Position erreicht hat und damit
dem Teig die Möglichkeit gegeben ist, den vom Kolben 3 freigegebenen Raum einzunehmen,
wird über den Endschalter 20 das flesserteil 9 nach unten bewegt, wobei zu diesem
Zeitpunkt auch die nächstfolgende Meßkammer den Ausgang des Verdichtungsraumes 4
bündig erreicht hat, so daß sich der Füllvorgang wiederholen kann.
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Innerhalb der Trommel 12 befindet sich ein Kurvensegment 15, das auf
die Meßkolben 14 bei der Drehung der Trommel 12 einwirkt und die Meßkolben 14 nach
außen bewegt, bis der Teig in der Meßkammer nach einer Drehung der Trommel 12 von
1800 vollständig ausgestoßen wird. Ein Rollenführungssegment 16 sorgt anschließend
dafür, daß der Meßkammerkolben 14 bei Drehung der Trommel 12 in der MeBkammer zurückbewegt
wird, 80 daß die hammer bei Erreichen des Verdichtungsraumes wieder mit Teig gefüllt
werden kann.
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Der aus den Meßkammern 13 ausgestoßene Teig gelangt unmittelbar zu
der sich anschließenden und schematisch dargestellten Wirkmaschine 26 und wird nach
dem Wirkvorgang durch das Förderband 27 abgegeben.
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Aus Figur 2 wird ersichtlich, daß die Meßkolben 14 mit Hilfe einer
Solbenführungsschiene 17 und einer Führungsrolle 18 von dem Kurvensegment 15 and
nachfolgend dem Rollenführungs segment 16 betätigt werden. Durch diese Anordnung
wird sichergestellt, daß die Meßkolben einer Gruppe die gleiche Position einnehmen.
Die Figur 2 zeigt weiter den konischen bzw. trichterfbrmigen Verlauf des Verdichtungsraumes
4.
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In den Figuren 3 und 4 ist der Verdichtungsraum 4 im Vergleich zu
den Figuren 1 und 2 in vergrößerter Darstellung wiedergegeben. Die Seitenwandungen
24 verlaufen danach zur Achse 25 konisch bzw. trichterförmig, wobei der Quer schnitt
senkrecht zur Achse 25 am Eingang 22 rechteckig und am Ausgang 23 kreisfbrmig ausgebildet
ist. Der Ubergang von der rechteckigen zur kreisrunden Form erfolgt stetig, 80 daß
bei Durchwanderung der Kammer auf den Teig eine kontinuierlich zunehmende Pressung
erfolgt, die Jedoch auf den Teig keine nachteiligen Wirkungen ausübt, da diese Pressungen
innerhalb des Elastizitätsbereiches des Teiges erfolgt.
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Die Figur 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Hierbei stimmen der Aufbau des Teigeinfüllbehälters 1 mit dem Kammerteil 2 wie dem
hin- und herbeweg lichen Kolben 3 mit der Ausführungsform nach Figur 1 überein;
Insoweit wie die Bauteile der Figur 5 mit der Ausführungsform nach der Figur 1 übereinstimmen,
werden gleiche Bezugszeichen verwendet. Die Meßkolben 14, die sich in den
Meßkammern
13 hin- und herbewegbar befinden, sind in ihrer jeweiligen Meßkammer in der Teigabgabeposition
bündig mit dem Ausgang ihrer jeweiligen Meßkammer 17 und verbleiben in dieser Stellung
bis zum Erreichen der Teigaufnahmeposition während einer Trommeldrehbewegung von
1800. Jeder Meßkolben einer Gruppe ist mit einer Meßkolbenrolle 18 verbunden, die
in einem Führungsschlitz 41 beweglich gelagert ist. Die Länge des Schlitzes 41 ist
derart bemessen, daß sie geringfügig größer als die maximale Hubbewegung der Meßkolben
14 ist.
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Die Einstellung des gewunschten Meßkammerhubes erfolgt mit einer Handkurbel
32 über eine l'raverse 31 und Lager 29 und 30 sowie dem Anschlag 16'. Der Anschlag
16' weist an seinem Ende eine Abrollfläche 44 auf, deren Funktion noch später näher
erläutert wird.
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Zur Steuerung des Bewegungsabiaufs der Neßkolben 14 ist im Bereich
der Teigaufnahmeposition ein auf die Neßkolben 14 einwirkbarer Druckhebel 38 angeordnet,
welcher mittels Schubstangen 35 über einen liebe 5 synchron mit dem Kolben 3 durch
den Antrieb 8 betätigt wird. Auf der Schubstange 35 ist eine Einstellmutter 36 zur
Einstellung der Vorspannung einer Feder 37 angeordnet und an dem den Druckhebel
38 durchdringenden Ende der Schubstange 35 befindet sich eine Rückholmutter 40,
während an dem anderen Ende der Schubstange 35 ein Gleitstück 34 mit einer Kulisse
angeordnet ist, in der ein mit dem Hebel 5 verbundener Mitnehmerzapfen 33 gleitbar
ist.
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Ähnlich wie in der Ausführungsform nach Figur 1 ist der Kolben 3 an
seinem dem Verdichtungsraum 4 abgekehrten Ende mit einem Schubteil 42 versehen,
welches ebenfalls eine Kulisse aufweist, in die ein am Hebel 5 befestigter Mitnehmerstift
43 gleitbar eingreift.
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Dem Kammerteil 2 gegenüberliegend ist ein in Richtung des Raumes des
Trichters 1 vorgezogener und mit einer Schrägfläche
versehener
Körper mit der Wandung des Trichterraumes befestigt, der dn lRindringen von Nebenluft
bei der Bewegung des Kolbens in Richtung der Meßkolben verhindert. Mit der Bewegung
des Kolbens 3 in Richtung der Meßkolben 14 setzt auch gleichzeitig die Bewegung
der Schubstange 35 aufgrund der mechanischen Kapplung mit dem Hebelsystem 5 über
den Mitnehmerzapfen 33 und der Kulisse 34 ein, so daß im gleichen Augenblick in
dem sich der Teigdruck über dem Kolben 3 aufbaut bereits der Druckhebel 38 gegen
die Kolbenrollen 18 der Meßkolben angreift und die Kolben 14 über ihre Kolbenrolle
18 bis zum Anschlag 16' öffnet. Bei der weiteren Vorwärtsbewegung des Kolbens 3
wird auch die Schubstange 35 in die gleiche Richtung bewegt, wobei das vordere Ende
der Schubstange 35 den Druckhebel 38 durchdringt, so daß bei der weiteren Bewegung
der Schubstange 35 die Druckfeder 37 gegen den Druckhebel 38 stößt, so daß dieser
die Meßkolbenrollen 18 gegen den Anschlag 16' drückt, wodurch die Jeweilig über
das Handrad 32 eingestellte Hubbewegung einer Neßkolbenreihe 14 erreicht ist. Diese
Hubhöhe ist ein Maß für das gewünschte Teiggewicht. Bei der Rückwärtsbewegung wird
die Rückholmutter 40 der Schubstange 35 wirksam. Die Vorspannung der Druckfeder
37, welche durch die Einstellmutter 36 verändert werden kann ist so bemessen, daß
die Vorwärtsbewegung der Meßkolben im Zusammenwirken mit dem auf den Teig ausgeübten
Druck durch den Kolben 3 elastisch und nicht stoßweise erfolgt.
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Die Bewegung des Kolbens 3 ist ebenfalls über ein Schubteil 42 gefiihrt,
welches mit eine Kulisse allsgerüstet ist. Dieses Teil hat den Vorteil, daß der
Kolben sowohl in seiner vorderen Druckstellung als auch in seiner hinteren Endstellung
über eine gewisse Zeitphase gehalten werden kann. Innerhalb der Druckposition des
Kolbens 3 schließt sich das Messer 9 und in der hinteren Stellung des Kolbens 3
erfolgt
die schrittweise Vorwärtsbewegung der Trommel 12 um eine
Stufe von 90° bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel. Die Kulissenwege in
dem Schubteil 42 und dem Teil 34 sind zueinander proportional, so daß ein synchroner
Bewegungsablauf gesichert ist. Auf diese Weise ist es möglich, den kontinuierlichen
Antrieb zum Umsetzen einer Hin- und Herbewegung auszunutzen, wobei an den Bewegungsendpunkten
Totzeiten erreicht werden, welche für den Bewegungsablauf anderer Elemente benötigt
werden.
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Bei der Füllung der Meßkammern 13 befindet sich d.er Teig unter einem
gewissen Druck. Kurz bevor die Bewegung der Trommel 12 eingeleitet wird, ist das
Messer 9 eingefahren, so daß der Verdichtungsraum 4 zum Trichter 1 abgeschlossen
ist. Der Anschlag 16F ist mit einer Abrolifläche 44 versehen, welche zur Trommelachse
geneigt ist. Führt nun die Trommel eine Bewegung gegen den Uhrzeigersinn aus, so
sorgt die Druckfeder 37 dafür, daß der Druckhebel 38 auf die Meßkolbenrollen 18
einen Druck ausübt und diese auf der Abrollfläche 44 gehalten werden. somit fiihren
die Meßkolben 14 während ihrer Drehbewegung gegen den Uhrzeigersinn eine geringfügige
Bewegung in Richtung der Achse aus, so daß der in den Meßkammern 17 befindliche
Teig sich entspannen kann. Bei Weiterdrehung der Trommel erreicht die Kolbenreihe
das Kurvenfiegment 15, welches nunmehr die Ausstoßbewegung der Kolben 14 übernimmt.
Am Ende dieses Bewegungsablaufes erreichen die Meßkolben 14 eine Position, in der
sie mit den Kammerenden bündig sind. Diese Position wird beibehalten, bis wiederum
die Teigfüllposition erreicht i.st. Durch diesen bündigen Abschluß der Meßkolben
wird erreicht, daß die Meßkolben den Verdichtungsraum 4 vollkommen chno Luft einschluß
erreichen so daß danach der bereits oben beschriebene Füllvorgang wiederholt werden
kann. Damit bei der Weiterbewegung der soeben mit Teig gefülltenMeßkammern die Meßkolbenroll
en eine geringfi.igige Bewegung in Richtung der Trommelachse durchführen können,
welche
ansich größer ist als dem eingestellten maximalen Hub entspricht, sind die Führungsschlitze
41 entsprechend größer ausgebildet.
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Insgesamt wird auf diese Weise eine äußerst schonende Behandlung des
Teiges erreicht bei einer gleichbleibenden Genauigkeit der eingestellten und gewünschten
Gewichte der Teigteile.
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