DE3102522A1 - Vorrichtung zum kontinuierlichen kochen von lebensmittel-formkoerpern mit einer dichtplatteneinrichtung - Google Patents

Vorrichtung zum kontinuierlichen kochen von lebensmittel-formkoerpern mit einer dichtplatteneinrichtung

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DE3102522A1 DE19813102522 DE3102522A DE3102522A1 DE 3102522 A1 DE3102522 A1 DE 3102522A1 DE 19813102522 DE19813102522 DE 19813102522 DE 3102522 A DE3102522 A DE 3102522A DE 3102522 A1 DE3102522 A1 DE 3102522A1
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Description

PATENTANWÄLTE
Dlpl.-lng. P. WIRTH · Dr. V. SCH MIED-KOWARZIK Dlpl.-lng. G. DANNENBERG · Dr. P. WEINHOLD · Dr. D. GUDEL
TELEFON- COeii) ""^ GR' ESCHENHE'MER STR.
287014 6000 FRANKFURT AM MAIN
Koppers Company, Inc. Pittsburgh, Pennsylvania, 15219, U.S.A.
Vorrichtung zum kontinuierlichen Kochen von Lebensmittel-Formkörpern mit einer Dichtplatteneinrichtung.
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Beschreibung
Dip Erfindung betrifft eine Antriebseinheit, speziell eine solche für eine Dichtplatte zur Verwendung an einer Vorrichtung zum Kochen von Lebensmitteln unter Druck, wobei die Vorrichtung einen Druckförderer, eine Dichtplatte zum Pressen und Regulieren eines Produktstromes in einen Endabschnitt des Druckförderers aufweist, sowie einen Druckkocher. Die Vorrichtung, für die die neuartige Antriebseinheit vorzugsweise verwendet wird, schliesst weiterhin einen Extruder zum Extrudieren des unter Druck gekochten Lebensmittelproduktes ein sowie eine Abschneideinrichtung zum Bilden von Formkörpern aus dem extrudierten Produkt.
Eine solche Antriebseinheit mit einer derartigen Vorrichtung ist in der US-PS 3 246 594 beschrieben. Die Erfindung bezweckt eine Verbesserung dieser bekannten Vorrichtung. Mit dieser Vorrichtung werden verschiedene Lebensmittel, beispielsweise Getreideflocken oder dergleichen, unter unter Überdruck stehendem Dampf kontinuierlich gekocht, als Brei extrudiert und dann durch mehrere öffnungen ausgedrückt. Damit diese Vorrichtung wirksam arbeiten kann, ist es notwendig, eine druckdichte Dichtung am Einlass für den Druckkocher auszubilden. Bei der erwähnten US-PS wird diese Dichtung dadurch ausgebildet, dass das trocken einkommende Material bzw. die teilchenförmige Produktmischung zu einem dem Druck Widerstand leistenden Stopfen am Auslassende des Druckförderers gepresst wird. Nachdem die Dichtung dort ausgebildet worden ist, ist es im allgemeinen wünschenswert bzw. notwendig, das kompaktierte Material wieder in seine ursprüngliche Teilchenform zu zerkleinern, um eine gleichförmige und durchgehende Durchdringung der Mischung mit dem unter überdruck stehenden Dampf im Druckkocher zu erzielen. Hierzu ist in dieser Druckschrift eine geeignete Vorrichtung offenbart.
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In dieser Druckschrift wird das trockene ankommende Material von einem Materialeinlass (Einlasstricht.er) dem Druckkocher-Einlass durch einen Druckförderer zugeführt, der aus einem Schneckenförderer besteht. Wird das Material vom Einlassende des Schneckenförderers zu dessen Auslassende transportiert, so wird das Material dabei gepresst,und zwar weil die Tiefe der Schneckenflügel des Förderers hierbei abnimmt. Dies beruht auf einem wachsenden Durchmesser der Schneckenwelle. Ein weiteres Komprimieren erfolgt beim folgenden Transport des Materials gegen eine drehbare und axial versetzbare Dichtplatte, die gleichzeitig ein Tor ausbildet, und die dem Auslass des Schneckenförderers gegenüber angeordnet ist. Die Dichtplatte ist an einer Welle montiert, die sich durch das Fördergehäuse oder in das Fördergehäuse erstreckt, das das Abgabeende des Schneckenförderers mit dem Einlass des Druckkochers verbindet. Die Kraft, mit der die Dichtplatte gegen das sich vorwärts bewegende Material gehalten wird, wie auch deren axiale Bewegung, wird durch eine Kolben-Zylinder-Einheit gesteuert, die mit dem entfernten Ende der Welle der Dichtplatte verbunden ist. Die abtragende Funktion wird durch die Drehbewegung der Dlchtplattenwellp und damit auch der Dichtplatte ausgeübt, wobei an der Dichtplatte Vorsprünge befestigt sind. Hierzu ist ein geeignetes Getriebe vorgesehen. Bei Normalbetrieb wird die Dichtplatte gleichzeitig axial verschoben und gedreht. Dies erfolgt kontinuierlich. Weil die Vorrichtung gegen den Überdruck des Dampfes arbeitet, muss die Welle der Dichtplatte abgedichtet werden. Diese Wellendichtung ist in dieser Druckschrift als Stopfbuchsendichtung ausgebildet.
Grundsätzlich arbeitet diese Vorrichtung zufriedenstellend. Dennoch hat sie einige Nachteile. In erster Linie muss die Stopfbuchsendichtung ein geringes Spiel zwischen der Welle und der Dichtung haben. Dies ist aber eine Ursache· für Lecks des unter Überdruck stehenden Dampfes, wie auch der Lebens-
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mittelmischung. Ist das Spiel zu gross, so ergibt sich ein verhältnismässig grosses Leck, so dass sich ini Gehäuse hinter der Druckplatte Material ansammelt. Ist kein Spiel vorhanden, so läuft die Stopfbuchsendichtung trocken und führt zu einer Reibungserwärmung, was wiederum eine Alterung der Dichtung bewirkt. Ein Trockenlaufen der Dichtung kann auch die Welle beschädigen, wodurch wiederum grössere Lecks erzeugt werden. Wegen der axialen Bewegung der Welle kann fernerhin die Mischung, die teilweise stark abtragend wirkt, zusammen mit der Welle in die Dichtung eingezogen werden. Die richtige Einstellung und Wartung der Stopfbuchsendichtung hängt daher von der Tüchtigkeit und dem Urteil der betreffenden Bedienungsperson ab. Fernerhin ist eine Stütze für die Antriebswelle schwierig. Die Lager der Antriebswelle müssen sowohl eine axiale wie auch eine Drehbewegung der Welle gestatten. Die Lager oder Buchsen, die in der erwähnten Druckschrift offenbart sind, arbeiten im wesentlichen zufriedenstellend. Ihre Lebensdauer ist aber begrenzt. Schliesslich müssen die Antriebs-Zahnräder wegen der axialen Bewegung der Welle aufeinander gleiten können. Bei einer Alterung der Zahnräder gibt es dann Problem*=» bezüglich der erwünschten sanften, gleichförmigen axialen Bewegung.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die erwähnten Nachteile zu beseitigen.
Zur Lösung der erwähnten Aufgabe dienen die kennzeichnenden Merkmale der Patentansprüche 1 bzw. 11. Wichtig ist es somit, dass die Antriebseinheit für die Dichtplatte eine Vrelle hat, die einerseits die Dichtplatte trägt und die andererseits drehbar und in axialer Richtung verschiebbar ist. Die Dicht.-plattf3 wird dabei im Fördergehäuse oder im Förder-Abgabegehäuse verschoben. Diese Welle 1st teleskopartig in einer rohrförmigen Antriebswelle aufgenommen, die ihrerseits in einem Paar von reibungsarmen Lagern ausserhalb des Förder-
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gehäuses vorgesehen sind. Eine Keilkupplung verbindet vorzugsweise die beiden Wellen derart, dass sie sich zusammen drehen können und dass die Welle der Dichtplatte axial verschoben werden kann. Ein Antrieb ist vorgesehen, um die rohrförmige Antriebswelle auf Drehung anzutreiben, und um eine axiale Verschiebung der Welle der Dichtplatte mitzuteilen. Eine erste Dichtung ist zwischen der Welle der Dich+- platte und der rohrförmigen Antriebswelle an einer Stelle neben dem Fördergehäuse vorgesehen, um das Eindringen der Produktmischung und des unter Überdruck stehenden Dampfes zwischen die Wellen zu verhindern. Eine zweite Dichtung wirkt mit dem Fördergehäuse und der rohrförmigen Antriebswelle zusammen, um einen Austritt der Produktmischung und des unter Überdruck stehenden Dampfes aus dem Fördergehäuse und längs des äusseren Umfanges der rohrförmigen Antriebswelle zu verhindern.
Ein Unterschiedsmerkmal der neuartigen Vorrichtung besteht somit in der Trennung der axialen und der Drehbewegung. Dadurch können auch getrennte Dichtungen eingesetzt werden, die auf ihren speziellen Einsatzzweck hin konstruiert sind, derart, dass jede der beiden Dichtungen auf eine der beiden Bewegungen anspricht. Die beiden reibungsarmen Lager, die vorzugsweise verwendet werden, bilden eine gute Stütze aus, und ihre Lebensdauer ist um ein Vielfaches grosser als diejenige des Lagers nach dem Stand der Technik. Gleitende Zahnräder und damit verbundene Abriebprobleme werden ebenfalls vermieden. Die Drehbewegung und axiale Bewegung wird fernerhin vorzugsweise über eine Keilverbindung der Antriebswelle mit der anderen Welle übertragen. Bei dieser Anordnung gibt es keine relative Drehbewegung zwischen den beiden Wellen. Die Belastung und die damit verbundene Alterung der Keilzähne ist viel kleiner als bei der Anordnung mit den aufeinander gleitenden Zahnrädern nach dem Stand der Technik, weil sich di·3 Belastung auf eine viel grössere Fläche verteilt. Weiterhin gibt es keine Trennkräfte, wie sie sonst
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typischerweise bei miteinander kämmenden Zahnrädern erzeugt werden. Die Vorteile der neuartigen Vorrichtung bestehen somit im wesentlichen in einer längeren und besonders wartungsarmen Lebensdauer.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines AusfUhrungsbeispiels näher erläutert, aus dem sich weitere wichtige Merkmale ergeben. Es zeigt:
Fig. 1 schematisch eine Ansicht einer Vorrichtung zum Kochen von Lebensmitteln, bei der die neuartige Antriebseinheit vorzugsweise verwendet wird;
Fig. 2 eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Antriebseinheit nach Fig. 1, wobei zum besseren Verständnis einige der geschnittenen Teile nicht schraffiert sind;
Fig. 3 vergrössert eine geschnittene Teilansicht der mit der Druckplatte verbundenen Welle mit ihrer Dichtung;
Fig. 4 abermals vergrössert einen Teil der Wellendichtung nach Fig. 3.
Fig. 1 zeigt schematisch eine typische Koch-Extrudiervorrichtung 10, bei der die neuartige Antriebseinheit vorzugsweise verwendet wird. Die Vorrichtung 10 weist einen Druckförderer 12 auf, eine Antriebseinheit 14 mit einer Dichtplatte 30, ferner einen Druckkocher 16, einen Extruder 13 und eine Schneideinrichtung 20. Der Druckförderer 12 hat einen Fördereinlass 22 in eine horizontale, zylindrische Büchse 24, in der eine Förderschnecke 26 drehbar gelagert ist, die über einen Antrieb 28 auf Drehung geeignet angetrieben wird. Gegenüber der Förderschnecke 26 oder der
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ZylinderbUchse 24 ist die Dichtplatte 30 angeordnet, di·- von einem Antriebsteil 32 mit einer doppelt wirkenden Kolben-Zylinder-Einheit 34 axial angetrieben wird. Dies wird weiter unten noch näher erläutert. Auch ist in Fig. 1 ein Dichtring 26 zwischen der Dichtplatte 30 und der Zylinderbüchse 24 gezeigt.
Ein Gehäuse 38 des Förderers bzw. des Abgabeendes des Förderers ist fernerhin gezeigt, das eine Verbindung zwischen dem Abgabeende des Druckförderers 12 und dem Druckkocher 16 herstellt. Der Druckkocher weist im wesentlichen ein längliches Gefäss 40 mit drehbar gelagerten Mischflligeln 42 auf, die über einen Antrieb 44 angetrieben werden. Wie es in der erwähnten US-PS im einzelnen aufgeführt wird, ist das Druckkochgefäss 40 mit geeigneten, zeichnerisch nicht dargestellten Mitteln versehen, um dem Gefäss unter überdruck stehenden Dampf und/oder Wasser oder andere Flüssigkeiten zuzuführen.
Am Abgabeende des Gefässes 40 ist ein Einlass 46 zum Extruder 18 vorgesehen. Der Extruder 18 besteht aus einer Extruderbüchse 48, einer Extruderechnrcke 50, einem Antrieb 52 für die Schnecke, einer Kupplung 54, einem Reduziergetriebe
56, einem Lager 58 und am Abgabeende der Extruderbüchse aus einer zeichnerisch nicht dargestellten Extruderöffnung. Weiterhin ist eine Schneideinrichtung 60 herkömmlicher Konstruktion gezeigt, mit der Formkörper aus dem extrudierten Lebensmittelprodukt abgeschnitten werden können, wobei die Schneideinrichtung einen bekannten Antrieb 62 hat.
Fig. 2 zeigt die vorzugsweise Ausbildung der Antriebseinheit 14 für die Druckplatte mit zugehörigen Bauelementen sowie Teile des angrenzenden Druckförderers 12. Wie erwähnt, wird die zu kochende Produktmischung durch geeignete Mittel in den Druckförderer 12 befördert. Wenn das Material vom Einlassende des Druckförderers zu dessen Auslassende
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geht, wird das Material teilweise komprimiert, und zwar weil die Tiefe der Schraubengänge der Schnecke 26 in Förderrichtung abnimmt. Das Material wird dann gegen die drehbare und axial hin- und herbewegliche Dichtplatte 30 gefördert, die sich dem Auslassende der Förderschnecke 26 gegenüber befindet. Die Dichtplatte 30 ist an einer drehbaren und axial verschiebbaren Welle 64 befestigt, die sich durch das Fördergehäuse oder in das Fördergehäuse oder auch in das Abgabegehäuse 38 erstreckt, das das Abgabeende der Förderschnecke bzw. des Druckförder^rs 12 mit dem Einlassende des Druckkochers 16 verbindet. Die Kraft, mit der die Dichtplatte (Druckplatte) 30 gegen das vorwärts bewegte Material gedrückt wird, wie auch deren axiale Bewegung, wird von der Kolben-Zylinder-Einheit 34 gesteuert, die mit dem entfernten Ende der Welle 64 verbunden ist. Die Dichtplatte 30 kann eine beliebige Stellung einnehmen; einige dieser Stellungen sind zeichnerisch dargestellt.
Die Welle 64 wird zwecks axialer und Drehbewegung teleskopartig in einer rohrförmigen Antriebswelle 66 gehalten, die ihrerseits drehbar in ninem Paar von unter Abstand voneinander angeordneten, reibungsarmen Lagern 68 und 70 gehalten ist. Zwischen den Wellen 64 und 66 ist eine Keilverbindung vorgesehen, die vorzugsweise aus mehreren sich in Längsrichtung erstreckenden Vorsprüngen oder Keilen 72 besteht, die an der Welle 64 ausgebildet sind, und die mit Vertiefungen 74 kämmen, die im Ende der Antriebswelle 66 eingepasst sind, das sich der Einheit 34 am nächsten befindet. Die Welle 64 ist somit an ihrem entfernten Ende mit der Einheit 34 mittels einer Lageranordnung 76, ferner über ein Paßstück 78 und über einen Bügel oder ein Joch 80 verbunden, das seinerseits an der Kolbenstange der Einheit 34 angreift. Weiter unten wird noch erläutert, warum das Paßstück 78 drehfest gehalten wird und sich in Längsrichtung hin- und herbewegen kann. Hierzu wird es in einem Teil 82 mit einem Ansatz gehalten, welches Teil einen sich in Längsrichtung prstreckenden Schlitz hat. Das Teil ist mit einer im wesent-
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lichen U-förmigen Stütze 84 oder Halterung 84 für die Einheit 34 verbunden oder anders am Gehäuse 38 befestigt. Die Seiten der Stütze 84 sind mit Abdeckungen 86 verbunden, wodurch ein vollständig geschlossenes Antriebsgehäuse ausgebildet wird.
Mit dem Aussenumfang der Antriebswelle 66 ist an einer Stelle zwischen den beiden Lagern 68 und 70 ein Zahnrad 88 fest verbunden. Das Zahnrad kann auf herkömmliche Art und Weise angetrieben werden, beispielsweise über ein Getriebe nach der erwähnten US-PS oder auch durch einen eigenen, getrennten Antriebsmotor. Auch kann das Zahnrad in beiden Richtungen gedreht werden, wenn dies gewünscht ist, obgleich im allgemeinen eine Gegen-Drehrichtung bezüglich der Drehrichtung der Förderschnecke 26 bevorzugt wird. Eine Drehung des Zahnrades 88 bewirkt eine Drehung der Welle 66 in den Lagern 68 und 70 und über die Keilverbindung 72 und 74 eine Drehung der Welle 64 und damit auch der Dichtplatte In ähnlicher Weise bewirkt eine Betätigung der Einheit 34 eine axiale Verschiebung der Welle 64 bezüglich der Antriebswelle 66.
Die Dichtplatte 30 ist im wesentlichen zylinderförmig oder scheibenförmig und hat in der Mitte eine vorspringende Nase 90 sowie mehrere Reibansätze 92, von denen nur einige gezeigt sind. Damit die Dichtplatte 30 dichtend an der Zylinderbüchse 24 anliegen kann, ist am Ende der Zylinderbüchse der Dichtring 36 vorgesehen. Die Dichtplatte 30 legt sich in der nach rechts verschobenen Position am Umfang der Ringdichtung 36 an und dichtet dabei den unter Überdruck stehenden Dampf ab, der sonst in die Zylinderbüchse 24 eintreten würde.
Bezüglich der Wellendichtungen wird eine Stangendichtung oder Wisch-/Abstreif-Wellendichtung 94 verwendet, die zwischen der Welle 64 und der Antriebswelle 66 vorgesehen ist, und zwar an einer Stelle neben dem Fördergehäuse 38. Dadurch wird das Eindringen der Mischung und des Dampfes zwischen
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die beiden Wellen verhindert. Ferner ist eine mechanische Wellendichtung oder drehbare Wellendichtung 96 vorgesehen, die in Wirkverbindung mit dem Gehäuse 38 des Förderers steht und mit der Antriebswelle 66, so dass ein Austritt der Mischung und des Dampfes vom Gehäuse 38 längs des äusseren Umfanges der Antriebswelle 66 verhindert wird.
Die Figuren 3 und 4 zeigen die Dichtung 94 im Detail. Diese enthält ein zylindrisches Halteglied 98 für die Wellendichtung, das,beispielsweise durch Aufschrumpfen, fest mit einem entsprechend eingeschnittenen Teil an der Innenfläche der Antriebswelle 66 an einer Stelle verbunden ist, die sich neben dem Gehäuse 38 befindet. Wenigstens ein Paar ringförmige, im wesentlichen rechteckige, die Dichtungen tragenden Rillen 100 und 102 sind an der nach innen weisenden Fläche des Haltegliedes 98 vorgesehen. Innerhalb der Rillen 100 neben der Dichtplatte 30 ist ein handelsüblicher Dichtring 101 (Wisch-/Abstreifring) angeordnet, der beispielsweise von der Firma Parker Hannifin Corporation, 10567 Jefferson Boulevard, Culver City, California, USA, unter der Nr. 959-21 Wiper Ring, hergestellt wird. Innerhalb der Rille 102 unter grösserem Abstand von der Dichtplatte befindet sich ein Dichtring 104, der von derselben Firma unter der Handelsnummer 18702000 vertrieben wird. Dieser Dichtring hat ferner eine O-Ring-Feder 106, die die Dichtlippe des Dichtringes vorspannt und ein Verziehen der Dichtung unter Unterdruck oder Überdruck verhindert. Beide Dichtungen sind dadurch gekennzeichnet, dass sie Lippenteile haben, die sich unter einem spitzen Winkel in eine Richtung zur Dichtplatte 30 hin erstrecken und di^ rings um mit durchgehendem Kontakt an der Welle 64 anliegen. Beide Dichtungen bestehen vorzugsweise aus Äthylenpropylenpolimerisat.
Firug 3 zeigt im Detail die Dichtung 96 für die drehbare Welle, die handelsüblich als mechanische oder dynamische Wellendichtung erhältlich ist, um Lecks von Gasen oder Flüssigkeiten rings um drehbare Wellen zu verhindern. Die
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gezeigte Dichtung wird von der Firma Syntron Division, FMC Corporation, Homer City, Pa., USA, unter der Nummer RP92 vertrieben. Alle .Arbeitsteile der Dichtung 96 sind innerhalb eines Gehäuses 108 aus Metall eingeschlossen, das seinerseits geeignet mit dem Gehäuse 38 des Förderers (vgl. Fig. 2) verbunden ist, beispielsweise über einen ringförmigen Klemmring 110, der mit der Antriebsseite des Gehäuses 38 verschraubt ist. Das Gehäuse 108 umgibt die rohrförmige Antriebswelle 66. Die drehbaren Teile schließen eine Zugfeder 112, Federzugringe 114, Treibringe 116 und Dichtflächenringe 118 ein. Die stationären Teile schliessen reibungsarme Dichtringe 120 ein, reibungsarme Ringsitze 122 und das Gehäuse 108. Die drehbaren Teile der Dichtung werden an die Antriebswelle 66 über die biegsamen Treibringe 116 angedrückt, die sich mit der Antriebswelle 66 drehen. Dabei werden diese Teile der Dichtung ebenfalls gedreht und bewirken eine positive Dichtung zwischen den mit Lappen versehenen Dichtflächenringen 118 und den stationären, selbstschmierenden Dichtringen 120 aus mikrofeinem Graphit aus. Es wird bevorzugt, wenn die Treibringe 116 und die reibungsarmen Ringsitze 122 aus Buna-N bestehen und wenn die Dichtflächenringe 118 aus Bronze bestehen.
Die Dichtung 96 muss mit einer abriebfreien und chemisch nicht-aggressiven Flüssigkeit gefüllt werden, beispielsweise mit Wasser, wodurch Wärme geleitet oder absorbiert wird und die kleine in der Dichtung erzeugte Reibungswärmemenge abgeführt wird. Zu diesem Zweck hat das Gehäuse 108 eine Einlass- und eine Auslassöffnung 124 bzw. 126, die in geeigneter Weise mit Leitungen flir eine Kühlflüssigkeit verbunden worden können, um die Dichtung unter Druck kühlen zu können. Dieses Druck-Kühlprinzip hält einerseits die Temperatur im gewünschten Bereich und stellt andererseits in der Dichtung einen Überdruck her. Das Kühlmedium steht daher unter einem Druck, der etwas höher liegt als der Überdruck des Dampfes, gegen den die Dichtung abdichten soll,
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Die Dichtung 96 steht nicht unter Federdruck bei einem maximalen Arbeitsdruck, sondern sie steht unter dem Druck der erwähnten Flüssigkeit, die sich in den Hohlräumen der Dichtung befindet.
Wichtig ist es somit, dass eine Antriebseinheit zur Verwendung an einer Vorrichtung zum Kochen von Lebensmitteln unter Druck vorgeschlagen wird, insbesondere von Mehlprodukten, wobei die Vorrichtung einen Druckförderer aufweist, eine Dicht- oder Druckplatte mit einem Antrieb zum Komprimieren und Steuern dee Produktstromes in einem Endabschnitt des Druckförderers und 2u einem Druckkocker. Der Antrieb für die Druckplatte besteht aus einer Welle, die drehbar ist und axial hin und her verschoben werden kann, und die in das Gehäuse des Förderers eintritt, wodurch eine Verbindung zwischen dem Druckförderer und dem Druckkocher hergestellt wird. Gleichzeitig wird die Druckplatte darin getragen. Die Welle wird von einer rohrförmigen Antriebswelle teleskopartig umgeben, die ausserhalb des Gehäuses des Förderers befestigt ist. Weiterhin sind Lager für die Antriebswelle vorgesehen, eine Kupplung, die die beiden Wellen derart verbindet, dass sie sich zusammen drehen können, während gleichzeitig eine axiale Verschipbung der Welle der Dichtplatte möglich ist. Ein Antrieb für die Antriebswelle auf Drehung ist vorgesehen, und ein Antrieb für die andere Welle, um diese hin und her zu verschieben. Eine erste Dichtung ist zwischen der Welle der Dichtplatte und der Antriebswelle an einer Stelle neben dem Gehäuse des Förderers vorgesehen, um ein Eindringen des Produktstromes und des Dampfes zwischen die Wellen 2U verhindern. Eine zweite Dichtung steht in Wirkverbindung mit dem Gehäuse des Förderers und der Antriebswelle, um den Austritt der Produktmischung und des Dampfes aus dem Gehäuse des Förderers längs des Aussenumfanges der rohrförmigen Antriebswelle zu verhindern.
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Claims (20)

Patentansprüche :
1. Vorrichtung zum kontinuierlichen Kochen unter Druck, Extrudieren und Formen von Lebensmittel-Formkörpern mit einem Druckförderer, einer Dichtplatteneinrichtung, einem Druckkocher, einem Extruder und einer Schneideinrichtung, wobei die Dichtplatteneinrichtung folgende Merkmale aufweist:
(a) eine Dichtplatte zum Pressen und Steuern des Produktstroms in einem Endabschnitt des Druckförderers, wobei eine Druckdichtung für den Druckkocher ausgebildet wird,
(b) Reibmittel an der Dichtplatte, mit denen die kompakte Produktmischung zwecks schneller, gleichförmiger Erwärmung im Druckkocher zerrieben wird, wobei
(c) die Dichtplatte an einem Ende einer drehbaren und axial verschiebbaren Welle befestigt ist, die in ein Fördergehäuse eintritt und eine Verbindung für die Mischung zwischen dem Endabschnitt des Druckförderers und dem Einlass des Druckkochers herstellt,
gekennzeichnet durch folgende weitere Merkmale der Dichtplatteneinrlchtung (14):
(d) die Well» (64) der Dichtplatte (30) istteleskopartig verschiebbar in ein^r rohrförmigen Antriebswelle (66) aufgenommen, die ausserhalb des Gehäuses (38) des Druckförderers (12) befestigt ist,
(e) die Antriebswelle (66) ist drehbar gelagert (Lager 68, 70),
(f) eine Kupplung (72, 74) verbindet die Antriebswelle (66) mit der Welle (64) der Dichtplatte (30) derart, dass beide Wellen gemeinsam drehbar sind und dass die Welle (64) bezüglich der Antriebswelle (66) axial verschiebbar ist,
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(g) ein erster Antrieb (88) steht in Wirkverbindung mit der Antriebswelle (66), um diese auf Drehung anzutreiben,
(h) ein zweiter Antrieb (34) steht in Wirkverbindung mit der Welle (64), um dieser eine Translationsbewegung mitzuteilen,
(i) eine erste Dichtung (Fig. 4) ist zwischen der Welle (64) und der Antriebswelle (66) an einer Stelle neben dem Gehäuse (38) vorgesehen und verhindert das Eindringen der Mischung und von unter überdruck stehendem Dampf zwischen die Wellen (64, 66) und
(,1) eine zweite Dichtung (96) arbeitet mit dem Gehäuse (38) und der Antriebswelle (66) zusammen und verhindert den Austritt der Mischung und des unter Überdruck stehenden Dampfes aus dem Gehäuse (38) längs des Aussenumfanges der Antriebswelle (66).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (72, 74) eine Keilverbindung zwischen der rohrförmigen Antriebswelle (66) und der Welle (64) für die Dichtplatte aufweist, und zwar an entsprechenden Endteilen der Wellen gegenüber der ersten und der zweiten Dichtung.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (68, 70) wenigstens ein Paar reibungsarme Lagerteile aufweist, die die Antriebswelle (66) an einander entgegengesetzten Seiten des ersten Antriebs tragen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass die erste Dichtung ein Halteglied (98) für einen Dichtring an der Antriebswelle (66) aufweist, ferner mehrere durchgehende Dichtringe
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(101, 104) am Halteglied (98), von denen ,leder eine Lippe hat, die sich unter einem spitzen Winkel in einer Richtung auf die Dichtplatte (30) zu erstreckt und die in durchgehendem Umfangskontakt mit der Welle (64) der Dichtplatte steht, wobei der Lippenteil wenigstens eines der Dichtringe unter Federspannung in Richtung auf die Welle vorgespannt ist und ein^n positiven Anpressdruck erbringt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Dichtung ein Gehäuse (108) hat, das die Antripbswelle (66) umgibt, Mittel zur Befestigung des Gehäuses der Dichtung am Gehäuse (38) des Förderers, weiterhin unter Federspannung vorgespannte, biegsame Antriebsringe (116) und Dichtflächenringe (118) innerhalb des Gehäuses, die mit der Antriebswelle (66) sich drehen, weiterhin stationäre, reibungsarme Dichtringe (120) in den Enden des Gehäuses, die mit den drehbaren Dichtflächenringen (118) zusammenarbeiten und eine positive Dichtung ausbilden, sowie Mittel (124, 126), mit denen das Innere des Gehäuses unter Druck gesetzt werden kann und dadurch dip gewünschte Arbeitsbelastung der Dichtringe und der Dichtflächenringe ausbilden sowie die Dichtungstemperatur auf einem gewünschten Niveau halten.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass der erste Antrieb ein Zahnrad (88) aufweist, das mit der Antriebswelle (66) zwischen den beiden reibungsarmen Lagern (68, 70) verbunden ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Antrieb eine in beiden Richtungen wirkende, pneumatische Kolben-
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Zylinder-Einheit (34) aufweist, deren Kolbenstange in Wirkverbindung mit dem verkeilten Ende der Welle (64) der Dichtplatte (30) steht, und zwar über ein drehbares Lagerglied (68, 70), so dass eine Drehbewegung der Welle unabhängig von deren axialer Verschiebung möglich ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich ein Gehäuse (84, 86) für die Dichtplatte und die mit dem Gehäuse (38) des Förderers verbundene Stütze vorgesehen ist, wobei das Gehäuse die Antriebswelle (66), das Lager (68, 70), die Kupplung (72, 74), den ersten Antrieb (88) und beide Dichtungen (94, 96) umschliesst.
9· Vorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass der Druckförderer (12) eine Druck-Förderschnecke (26) und Mittel (28) zum Antrieb der Förderschnecke auf eine Drehbewegung aufweist, wobei der erste Antrieb Mittel aufweist, um das Zahnrad (88) in einer Gegen-Drehbewegung zur Förderschnecke anzutreiben.
10. Vorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass der Druckförderer (12) eine Druck-Förderschnecke (26) und Mittel zum Antrieb der Förderschnecke auf Drehung aufweist, wobei der erste Antrieb weiterhin Mittel aufweist, um das Zahnrad (88) in derselben Richtung wie die Druck-Förderschnecke anzutreiben.
11. Antriebseinheit für eine Dichtplatte zur Verwendung an einer Vorrichtung zum Kochen von Lebensmitteln unter Druck, wobei die Vorrichtung einen Druckförderer, eine Dichtplatte zum Pressen und Regulieren eines Produktstroms in einen Endabschnitt des Druckförderers aufweist sowie einen Druckkocher und die An+riebseinheit folgende Merkmale aufweist:
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(a) eine Dichtplatte zum Pressen und Steuern des Produktstroms in einem Endabschnitt des Druckförderers, wobei eine Druckdichtung für den Druckkocher ausgebildet wird,
(b) Reibmittel an der Dichtplatte, mit denen die kompakte Produktmischung zwecks schneller, gleichförmiger Erwärmung im Druckkocher zerrieben wird, wobei
(c) die Dichtplatte an einem Ende einer drehbaren und axial verschiebbaren Welle befestigt ist, die in ein Fördergehäuse eintritt und eine Verbindung für die Mischung zwischen dem Endabschnitt des Druckförderers und dem Einlass des Druckkochers herstellt,
gekennzeichnet durch folgende weitere Merkmale der Dichtplatteneinrichtung (14):
(d) die Welle (64) der Dichtplatte (30) ist teleskopartig verschiebbar in einer rohrförmigen Antriebswelle (66) aufgenommen, die ausserhalb des Gehäuses (38) des Druckförderers (12) befestigt ist,
(e) die Antriebswelle (66) ist drehbar gelagert (Lager 68, 70),
(f) eine Kupplung (72, 74) verbindet die Antriebswelle (66) mit der Welle (64) der Dichtplatte (30) derart, dass beide Wellen gemeinsam drehbar sind und dass die Welle (64) bezüglich der Antriebswelle (66) axial verschiebbar ist,
(g) ein erster Antrieb (88) steht in Wirkverbindung mit der Antriebswelle (66), um diese auf Drehung anzutreiben,
(h) ein zweiter Antrieb (34) steht in Wirkverbindung mit der Welle (64), um dieser ein< Translationsbewegung mitzuteilen,
(i) eine erste Dichtung (Fig. 4) ist zwischen der Welle (64) und der Antriebswelle (66) an ein^r Stelle
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neben dem Gehäuse (38) vorgesehen und verhindert das Eindringen der Mischung und von unter Überdruck stehendem Dampf zwischen die Wellen (64, 66) und (,j) eine zweite Dichtung (96) arbeitet mit dem Gehäuse (38) und der Antriebswelle (66) zusammen und verhindert den Austritt der Mischung und des unter Überdruck stehenden Dampfes aus dem Gehäuse (38) längs des Aussenumfanges der Antriebswelle (66).
12. Antriebseinheit nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (72, 74) eine Keilverbindung zwischen der rohrförmigen Antriebswelle (66) und der Welle (64) für die Dichtplatte aufweist, und zwar an entsprechenden Endteilen der Wellen gegenüber der ersten und der zweiten Dichtung.
13. Antriebseinheit nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (68, 70) wenigstens ein Paar reibungsarme Lagerteile aufweist, die die Antriebswelle (66) an einander entgegengesetzten Seiten des ersten Antriebs tragen.
14. Antriebseinheit nach Anspruch 13»
dadurch gekennzeichnet, dass die erste Dichtung ein Halteglied (98) für einen Dichtring an der Antriebswelle (66) aufweist, ferner mehrere durchgehende Dichtringe (101, 104) am Halteglied (98), von denen Jeder eine Lippe hat, die sich unter einem spitzen Winkel in einer Richtung auf die Dichtplatte (30) zu erstreckt und die in durchgehendem Umfangskontakt mit der Welle (64) der Dichtplatte steht, wobei der Lippenteil wenigstens eines der Dichtringe unter Federspannung in Richtung auf dip Welle vorgespannt ist und ein^n positiven Anpressdruck erbringt.
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15. Antriebseinheit nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Dichtung ein Gehäuse (108) hat, das die Antriebswelle (66) umgibt, Mittel zur Befestigung des Gehäuses der Dichtung am Gehäuse (38) des Förderers, weiterhin unter Federspannung vorgespannte, biegsame Antriebsringe (116) und Dichtflächenringe (118) innerhalb des Gehäuses, die mit der Antriebswelle (66) sich drehen, weiterhin stationäre, reibungsarme Dichtringe (120) in den Enden des Gehäuses, die mit den drehbaren Dichtflächenringen (118) zusammenarbeiten und eine positive Dichtung ausbilden, sowie Mittel (124, 126), mit denen das Innere des Gehäuses unter Druck gesetzt werden kann und dadurch die gewünschte Arbeitsbelastung der Dichtringe und der Dichtflächenringe ausbilden sowie die Dichtungstemperatur auf einem gewünschten Niveau halten.
16. Antriebseinheit nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet, dass der erste Antrieb ein Zahnrad (88) aufweist, das mit der Antriebswelle (66) zwischen den beiden reibungsarmen Lagern (68, 70) verbunden ist.
17. Antriebseinheit nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Antrieb eine in beiden Richtungen wirkende, pneumatische Kolben-Zylinder-Einheit (34) aufweist, deren Kolbenstange in Wirkverbindung mit dem verkeilten Ende der Welle (64) der Dichtplatte (30) steht, und zwar über ein drehbares Lagerglied (68, 70), so dass eine Drehbewegung der Welle unabhängig von deren axialer Verschiebung möglich ist.
18. Antriebseinheit nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich ein Gehäuse (84, 86) für die Dichtplatte und die mit dem Gehäuse (38) des Förderers verbundene Stütze vorgesehen ist, wobei das
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Gehäuse die Antriebswelle (66), das Lager (68, 70), die Kupplung (72, 74), den ersten Antrieb (88) und beide Dichtungen (94, 96) umaschliesst.
19. Antriebseinheit nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet, dass der Druckförderer (12) eine Druck-Förderechnecke (26) und Mittel (28) zum Antrieb der Förderschnecke auf eine Drehbewegung aufweist, wobei der erste Antrieb Mittel aufweist, um das Zahnrad (88) in einer Gegen-Drehbewegung zur Förderschnecke anzutreiben.
20. Antriebseinheit nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet, dass der Druckförderer (12) eine Druck-Förderschnecke (26) und Mittel zum Antrieb der Förderschnecke auf Drehung aufweist, wobei der erste Antrieb weiterhin Mittel aufweist, um das Zahnrad (88) in derselben Richtung wie die Druck-Förderschnecke anzutreiben.
Der Patentanwalt
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