DE3123195A1

DE3123195A1 - Verfahren und vorrichtung zur steuerung der zufuhr einer bahn aus biskuitteig

Info

Publication number: DE3123195A1
Application number: DE19813123195
Authority: DE
Inventors: Peter Arthur Lincolnshire Taylor
Original assignee: Baker Perkins Holdings Ltd
Current assignee: SPX Flow Technology Crawley Ltd
Priority date: 1980-06-18
Filing date: 1981-06-11
Publication date: 1982-03-04
Also published as: DE3123195C2; US4398877A

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Zufuhr einer Bahn

aus Biskuitteig

Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren sowie auf eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 bzw· 2.

Bei der Herstellung von Biskuits durch ein Schneidverfahren wird der zu einer kontinuierlichen Bahn geformte Teig dadurch auf die gewünschte Dicke zugemessen, indem die Teigbahn durch ein Paar von Kalibrierwalzen mit einem vorbestimmten Walzenspalt und dann zur Schneidvorrichtung geführt wird, mittels der die Biskuitscheiben von der kontinuierlichen Bahn abgetrennt werden. Dabei ist es sehr wesentlich,die Schneidvorrichtung der Biskuitherstellanlage mit einer Teigbahn konstanter Dicke zu beschicken, so daß die von der Teigbahn abgeschnittenen Biskuits ein konstantes Gewicht aufweisen. Konstantes Gewicht gekochter (cooked) Biskuits ist das Ziel aller Biskuithersteller, da es hierdurch möglich ist, Biskuitspackungen herzustellen, die so nahe als möglich an dem durch Vorschriften bestimmten Minimalgewicht liegen.

Bekanntermaßen hängt die Dicke einer Teigbahn, welche ein Paar von Kalibrierwalzen verläßt, deren Walzenspalt auf eine gewünschte konstante Größe eingestellt ist, von der Teigmenge ab, die den Walzen zugeführt wird. Eine Uberdosierung und Unterdosierung und dennoch Erzeugung einer Bahn über die volle Breite der Kalibrierwalzen an deren Ausgangsseite ist möglich, aber da die Teigbahndicke vom richtigen Vorschub abhängig ist, ist die Teigbahn unannehmbar.

Bei idealen Betriebsbedingungen breitet sich die durch die Kalibrierwalzen gelangende Bahn bis zu den Flanschen aus, die an beiden Rändern einer der Walzen vorgesehen sind,und jede leichte

überdosierung strömt nach hinten. Bei einer wesentlichen Überdosierung wird der Teig zunehmend zusammengedrückt, wenn er zwischen die Walzen geführt wird, da der Teig aufgrund seiner Elastizität dazu neigt, auf der Ausgangsseite der Walzen auf eine Dicke zurückzugehen, die größer als die erwünschte Dicke ist. Dies wird mit Federung oder Erholung des Teigs bezeichnet. Zudem führt bei einer Überdosierung die durch die erhöhte Kompression auf den Teig gegebene Arbeit zu einer Änderung seiner Eigenschaften, was für die Qualität der fertig zubereiteten Biskuits schädlich sein kann.

Eine Unterdosierung kann zur Folge haben, daß die Kalibrierwalzen bestrebt sind/ auf die Bahn einen Zug auszuüben und diese zu strecken, so daß in der Bahn vor Duchlauf durch die Walzen eine unerwünschte Spannung aufgebaut wird. Eine Unterdosierung kann zur Folge haben, daß die Bahn sich zu den Flanschen ausbreitet, jedoch an den Rändern dünner als in der Mitte ist, so daß einige der von der Bahn abgeschnittenen Biskuits zu dünn sind und nicht verwendet werden können. Wenn die Unterdosierung zunimmt, kann die Teigbahn in extremen Umständen schmaler werden als die erforderliche Breite und sich nicht vollständig über die Breite der Kalibrierwalzen ausbreiten.

Es ist bekannt, diese Veränderungen von Zuständen bei der Teigzuführung zu ermitteln, indem die Dicke der Bahn vor und / oder nach den Kalibrierwalzen gemessen und die erhaltene Information zur Steuerung der Zufuhr verwendet wird. Als Meßvorrichtungen können sogenannte Kontaktvorrichtungen, wie etwa Räder oder Kufen verwendet werden, die auf der Teigfläche ablaufen. Als Meßvorrichtungen können aber auch nicht mit dem Teig in Kontakt gelangende optische Sensoren verwendet werden(GB-Patentanmeldung 14 84 996). Die von diesen Meßvorrichtungen erhaltenen Signale können beispielsweise zur Steuerung eines Motors mit regelbarer Drehzahl zum Antrieb eines Förderbands verwendet werden, welches die Teigbahn den Kalibrierwalzen zuführt.

Die vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß sich die Leistung, welche für den Betrieb eines elektrischen Antriebs für die Kalibrierwalzen erforderlich ist, welcher ein.Elektromotor oder eine Einheit mit einer elektromagnetischen Kupplung sein kann, mit der Änderung des Teigzuführbetrags von der Überdosierung zur ünterdosierung und umgekehrt ändert. Demzufolge werden erfindungsgemäß Änderungen in der erforderlichen Leistung dazu verwendet, um entsprechende und ausgleichende Änderungen im Teigvorschub zu den Kalibrierwalzen zu bewirken. Da ungeachtet der Änderungen der durch den Antrieb erforderlichen Leistung, wenn die Teigzufuhr vom gewünschten Wert abweicht, die Drehzahl der Kalibrierwalzen im wesentlichen konstant bleibt und lediglich innerhalb eines Bereichs von 1-2% variiert, und da die Leistung das Produkt aus Drehmoment und Drehzahl ist, bewirkt die Erfindung die Steuerung der Teigzufuhr in Abhängigkeit von Änderungen des Drehmoments, welches auf die Kalibrierwalzen aufgebracht wird.

Auf diese Weise kann ein Wandler zum Messen des Leistungsverbrauchs verwendet werden, wodurch entweder ein analoges oder digitales elektrisches Signal erzeugt wird, das der verbrauchten Leistung proportional ist. Dieses Signal kann dann zur Steuerung der Teigzufuhr auf den erforderlichen idealen Zustand verwendet werden. Wahlweise kann das auf die Kalibrierwalzen gegebene Drehmoment gemessen und mit einem bestimmten Referenzwert verglichen und der Vorschub des Teigs eingestellt werden, um Abweichungen zwischen dem gemessenen Drehmoment und dem Referenzwert auszugleichen.

Somit wird erfindungsgemäß ein Verfahren zur Steuerung der Zufuhr einer Bahn aus Biskuitteig zu einem Paar von Kalibrierwalzen, welche durch einen elektrischen Antrieb angetrieben sind, geschaffen, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß die durch den Antrieb benötigte Leistung oder das auf den Antrieb wirkende Drehmoment gemessen, ein der gemessenen Leistung oder dem gemessenen Drehmoment proportionales elektrisches Signal erzeugt und das Signal zur Regelung der Zufuhr der Bahn verwendet wird, so daß die Überoder Unterdosierung der Bahn zu den Kalibrierwalzen korrigiert wird.

Weiter wird erfindungsgemäß eine Vorrichtung geschaffen, welche durch die Merkmale des Anspruchs 2 bzw. des Anspruchs 4 gekennzeichnet und durch die Merkmale der Unteransprüche 3 und 5 weitergebildet ist.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Darin zeigen

Fig. 1 bis 4 Diagramme zur Erläuterung verschiedener Betriebszustände bei der Teigzuführung zu einem Paar von Kalibrierwalzen,

Fig. 5 ein Blockschaltbild zur Erläuterung der Korrektur der Teigzuführung sowie

Fig„ 6 ein Blockschaltdiagramm zur Erläuterung eines wahlweisen Verfahrens zur Korrektur der Teigzuführung.

Fig. 1 zeigt eine Teiglage oder Teigbahn 1, welche im Idealzustand einem Paar Kalibrier- bzw. Zumeßwalzen 2 und 3 zugeführt wird und diese als auf die erforderliche Dicke 5 kalibrierte Bahn 4 verläßt.

Fig. 2 zeigt den Zustand einer Uberdosierung an, wodurch sich die Teigbahn 1 auf der Eingangsseite der Kalibrierwalzen 2 und 3 aufwölbt und die kalibrierte Bahn 4 auf eine Dicke 6 zurückfedert, die größer als die erforderliche Dicke ist.

Fig. 3 und 4 zeigen den Zustand einer Unterdosierung, wodurch die Teigbahn 1 in die Walzen '2 und 3 hineingezogen wird. Aufgrund dieser Zugwirkung wird die Teigbahn 1 gestreckt, so daß diese nicht langer die volle Breite aufweist, wenn sie die Walzen durchläuft/und somit nicht vollständig die Oberfläche der Walzen überspannt. Zudem neigt die austretende Bahn 4 dazu, nach Verlassen der Walzen auf ein Untermaß 7 der Breite zurückzufedern oder sieh auf dieses Untermaß zu entspannen.

Bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Kalibrierwalzen 2 und 3, welchen gemäß Fig. 6 eine Teigbahn durch ein vorhergehendes Paar von nicht dargestellten Zuführwalzen zugeführt wird, durch einen Elektromotor 8 über einen Kettentrieb angetrieben. Eine elektrische Stromquelle 10 wirkt über einen Wandler 11 auf einen Motor 8. Der Wandler 11 gibt ein Signal auf eine Leistungsmeßschaltung 12 und dann auf eine Meßwertaufbereitungsschaltung 13, wo die Nullast-Komponente des Signals beseitigt wird, die diejenige Leistung darstellt, welche zum Antrieb der Kalibrierwalzen erforderlich ist, wenn keine Teigbahn zugemessen wird. Ein von der Walze 3 abgenommenes Signal 14 für die Drehzahl der Walzen 2 und 3 wird zur Meßwertaufbereitungsschaltung 13 geführt. Da die Nullast-Komponente gegenüber der Drehzahl empfindlich sein kann, wird mittels des auf die Meßwertaufbereitungsschaltung 13 gegebenen Drehzahlsignals 14 eine geeignete Korrektur vorgenommen. Nachdem beim Leistungssignal diese Korrekturen vorgenommen worden sind, wird die verbleibende Signalkomponente verstärkt und gelangt zu einem Steuerkreis 15, welcher die Drehzahl der vorgeschalteten Zuführwalzen zur Korrektur der Über-oder Unterdosierung der Bahn einstellt.

Während des Betriebs werden die Kalibrierwalzen 2 und 3 manuell eingestellt, so daß ein Walzenspalt entsteht, welcher eine kalibrierte Bahn der erforderlichen Dicke bei einem vorgegebenen Teigvorschub erzeugt. Das Bedienungspersonal der Maschine schaltet dann die Steuerschaltung an, so daß jede Veränderung des Teigvordchubs innerhalb eines begrenzten Bereichs automatisch kompensiert wird. Jede Abweichung außerhalb des begrenzten Bereichs zeigt eine ernste Störung an, so daß ein akustisches Signal gegeben wird und das Bedienungspersonal Schritte unternehmen kann, um die Unterbrechungen der Teigzufuhr aufzufinden und zu beheben.

Bei der in Fig. 6 dargestellten Alternative werden Veränderungen des durch die Kalibrierwalzen 2, 3 aufgenommenen Drehmoments anstelle von Veränderungen der durch die Kalibriorwalzen aufgenommenen Leistung zur Steuerung der Zufuhr der Teigbahn verwendet. Dabei wird in Fig. 6 dargestellt, wie die Bahn 1 den Kalibrier-

walzen durch ein vorgeschaltetes Paar von Zuführwalzen 16 und ein Band 17 zugeführt wird. Die Kalibrierwalzen 2, 3 werden durch einen elektrischen Regelantrieb 18 und die Zuführwalzen 16 durch einen elektrischen Regelantrieb 18A angetrieben, welcher auch das Band 17 antreibt. Ein Differential 19 sorgt für eine unterschiedliche Drehzahl zwischen dem Band 17 und den Zuführwalzen 16, wobei jede Drehzahländerung der Zuführwalzen eine entsprechende Änderung der Drehzahl des Bands erzeugt.

Die durch die Kalibrierwalzen aufgenommene Drehkraft wird durch Ableitung eines elektrischen Signals mittels einer Einrichtung 20 bestimmt, wobei das Signal den auf den Regelantrieb 18 von einer elektronischen Steuerschaltung 21 gegebenen Strom darstellt. Dieses Signal wird auf einen Trennverstärker 22 gegeben. Ein von einem Terminal 23 abgeleitetes Signal für normalen Drehzahlbedarf geht sowohl auf die Steuerschaltung 21 wie auch auf einen Trennverstärker 23A in einem links in Fig. 6 dargestellten Schaltkreis, welcher den Teigvorschub durch die Zuführwalzen 16 steuert. Die Ausgänge der Verstärker 22 und 23A werden einer Abgleichssteuerung eines Bedienungsmanns zugeführt, die aus einem Potentiometer 24 und einem Mitten-Nullpunktabgleichindikator 25 besteht.

Wenn die Biskuit-Schneidmaschine unter normalen Produktionsbedingungen läuft, stellt der Bedienungsmann das Potentiometer 24 so ein, daß der Anzeiger 25 auf Null gesetzt wird. Je zwei Eingänge eines Differenzverstärkers 26 sind dann gleich und kein Fehlersignal wird auf eine Steuerschaltung 27 gegeben, die mit dem Ausgang des Verstärkers 26 verbunden ist. Nach Ausführung dieser Einstellung bewegt der Bedienungsmann einen Steuerschalter 28 für die Teigzuführung in die Einschaltstellung.

Die Ausgänge des Verstärkers 23A und der Steuerschaltung 27 sind mit den Eingängen eines Summierverstärkers 29 verbunden. Unter dem richtigen, d.h. geforderten Zustand der Teigzuführung ist der Ausgang des Verstärkers 29 gleich dom Drehzahlbedarfssignal. '.Venn allerdings eine Veränderung in dem durch die Kalibrierwalzen 2, 3 angeforderten Drehmoment auftritt, erscheint am Ausgang des Verstärkers 26 ein Fehlersignal. Die resultierende Änderung im Aus-

gang des Verstärkers 29 wird auf eine elektronische Steuereinheit 30 gegeben, welche den Antrieb 18A einstellt und die Drehzahl der Zuführwalzen 16 ändert, um das Drehmoment wieder auf seinen ursprünglichen Wert zu bringen.

Durch dieses Verfahren wird ein automatisches Steuersystem geschaffen,welches keine einen Berührkontakt erfordernden Meßvorrichtungen oder optischen Sensoren erfordert, welche das Bedienungspersonal beim überwachen und Warten der Anlage stören. Zudem ist eine genaue Betriebsweise gewährleistet und sind mit dem Verfahren beträchtliche Kosteneinsparungen gegenüber bekannten Meß- und Steuersystemen verbunden, die für das Kalibrieren von Teigmassen verwendet werden.

Bezugszeichenliste

1 Teigbahn

2 Kalibrierwalze

3 Kalibrierwalze

4 kalibrierte Bahn

5 Dicke

6 Dicke

7 Untermaßbreite

8 Elektromotor

9 Kettentrieb

10 Stromquelle

11 Wandler

12 Leistungsmeßschaltung

13 Meßwertaufbereitungsschaltung

14 Drehzahlsignal

15 Steuerschaltung

16 Zuführwalze

17 Band

18 elektrischer Regelantrieb 18A elektrischer Regelantrieb

19 Differential

20 Einrichtung

21 Steuerschaltung

22 Trennverstärker

23 Terminal

23A Trennverstärker

2 4 Potentiometer

25 Mitten-Nullpunktabgleichindikator

26 Differenzverstärker

27 Steuerschaltung

28 Steuerschalter

29 Summierverstärker

Leerseite

Claims

KLAUS D. KIRSCHNER WOLFGANG GROSSE DIPL.-PHYSIKER D I P L.-1 N G E N I E U R /UCMl ASSI NI VfUIRrTIF-JVUKMILM Γ UROFVUSC.Hl N PATl= NlAMt Baker Perkins Holdings Limited herzog-wilhelm-str. ι7 Peterborough, England d-8 München 2 IHR ZFHICI ILN. YOUR REFERENCE UNSERZFrICHtN B 4153 OUR REFERENCE; datum: 11. Juni 1981 Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Zufuhr einer Bahn aus Biskuitteig Patentansprüche

1. Verfahren zur Steuerung der Zufuhr einer Bahn

aus Biskuitteig zu einem Paar von elektrisch angetriebenen Kalibrierwalzen, dadurch gekennzeichnet, daß die durch den Antrieb benötigte Leistung oder das auf den Antrieb wirkende Drehmoment gemessen, ein der gemessenen Leistung oder dem gemessenen Drehmoment proportionales elektrisches Signal erzeugt und das Signal zur Regelung der Zufuhr der Bahn verwendet wird, so daß die Über- oder Unterdosierung der Bahn zu den Kalibrierwalzen korrigiert wird.

2, Vorrichtung für die Zufuhr einer Teigbahn zu einer Schneidvorrichtung, gekennzeichnet durch ein Paar von Zuführwalzen (16), ein Paar von Kalibrierwalzen (2, 3) zur Reduzierung der durch die Zuführwalzen zugeführten Bahn auf einen vorbestimmten Wert, einen die Kalibrierwalzen (2, 3) antreibenden elektrischen Antrieb (8; 18), einen Wandler (11) zur Messung der durch den Antrieb benötigten Leistung und Erzeugung eines zur benötigten Leistung analogen elektrischen Signals sowie durch

cine elektrische vSteuercinrJ.chtung, die nuf das Signal anspricht und cine Korrekturrcgelung der Drehzahl der Zuführwalzen (16) in Reaktion auf die Abweichung des Signals von einem vorbestimmten Wert ausführt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die elektrische Steuereinrichtung eine Leistungsmeßschaltung (12) aufweist, auf deren Eingang das vom Wandler (11) abgegebene Signal gelangt, und daß die Steuereinrichtung eine mit dem Ausgang der Leistungsmeßschaltung (12) verbundene Meßwertaufbereitungsschaltung (13) sowie eine mit dem Ausgang der Leistungsmeßschaltung (12) verbundene Steuerschaltung (15) umfaßt, welche die Drehzahl der Zuführwalzen (16) einstellt.

4. Vorrichtung für die Zufuhr einer Teigbahn zu einer Schneidvorrichtung, gekennzeichnet durch ein Paar von Zuführwalzen (16), ein Paar von Kalibrierwalzen (2, 3) zur Reduzierung der Dicke der durch die Zuführwalzen (16) zugeführten Bahn auf einen vorbestimmten Wert, einen die Kalibrierwalzen (2, 3) antreibenden elektrischen Antrieb (8; 18), einen weiteren,die Zuführwalzen (16) antreibenden elektrischen Antrieb (18A), eine Einrichtung zur Erzeugung eines zu dem auf die Kalibrierwalzen (2, 3) aufgegebenen Drehmoment analogen elektrischen Signals, eine Einrichtung zum Vergleich des Drehmoment-Meßwerts mit einem vorher einstellbaren Referenzwert sowie durch eine Einrichtung zur Ausgleichsregelung des Antriebs für die Zuführwalzen (16) bei Abweichen des Drehmoment-Meßwerts vom Refererizwert.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen Verstärker (22) für das elektrische Signal, einen weiteren Verstärker für ein zum Referenzwert analoges elektrisches Signal, eine zwischen den Ausgängen der Verstär-Ker angeordnete einstellbare Ausgleichssteuerung, einen Differenzverstärker (26), dessen Eingänge separat die Ausgänge der Verstärker (22, 23A) aufnehmen,sowie durch eine auf ein

Fehlersignal am Ausgang des Differenzverstärkers (26) ansprechende Schaltung (27) für die Ausgleichsregelung des Antriebs