DE3123195C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die Zufuhr einer Teig­ bahn zu einer Schneidvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie sie beispielsweise aus der DE-OS 16 32 344 bekannt ist.

Bei der Herstellung von Biskuits durch ein Schneidverfahren wird der zur einer kontinuierlichen Bahn geformte Teig dadurch auf die gewünschte Dicke zugemessen, daß die Teigbahn durch ein Paar von Kalibrierwalzen 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 auf­ weisen. Ein konstantes Gewicht der Biskuits ist das Ziel aller Biskuithersteller, da es hierdurch möglich ist, Biskuitpackungen herzustellen, die so nahe wie möglich an dem durch Vorschriften bestimmten Minimalgewicht liegen.

Bekanntermaßen hängt die Dicke einer Teigbahn, welche ein Paar von Kalibrierwalzen verläßt, deren Walzenspalt auf eine gewünsch­ te konstante Größe eingestellt ist, von der Teigmenge ab, die den Walzen zugeführt wird. Sowohl bei einer Überdosierung als auch bei einer Unterdosierung ist dennoch die Erzeugung einer Bahn über die volle Breite der Kalibrierwalzen an deren Ausgangs­ seite möglich, da aber die Teigbahndicke vom richtigen Vorschub abhängig ist, ist eine solche Teigbahn dennoch unannehmbar.

Bei idealen Betriebsbedingungen breitet sich die durch die Kali­ brierwalzen gelangende Bahn bis zu den Flanschen aus, die an bei­ den Rändern einer der Walzen vorgesehen sind, und jede leichte Überdosierung strömt nach hinten. Bei einer wesentlichen Überdo­ sierung 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 zu­ rückzugehen, 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 Durchlauf 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 geschnittenen Biskuits zu dünn sind und nicht verwendet werden können. Wenn die Unterdosierung zunimmt, kann die Teigbahn in extremen Umständen schmaler werden als die er­ forderliche Breite und sich nicht vollständig über die Breite der Kalibrierwalzen ausbreiten.

Es ist bekannt, diese Veränderungen von Zuständen bei der Teig­ zuführung 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, vgl. DE-OS 16 32 344.

Diese bekannte Vorrichtung hat den Nachteil, daß die auf einem Berührkontakt beruhende Regulierung der Dicke der zugeführten Teigbahn nicht mit der erforderlichen Genauigkeit erfolgt und das Bedienungspersonal beim Überwachen und Warten der Vorrichtung stört. Ungenauigkeiten bei der korrekten Ein­ stellung der Zufuhrgeschwindigkeit der Teigbahn und damit ihrer Dicke ergeben sich auch dadurch, daß geringfügige örtliche Vertiefungen oder Wellungen in der Teigbahn Signale hervorrufen, die der tatsächlichen Dicke der zugeführten Teig­ bahn nicht entsprechen. Der verwendete Meßfühler hat zudem den Nachteil, daß er leicht verschmutzt und beschädigt werden kann.

Als Meßvorrichtungen können auch nicht mit dem Teig in Kontakt gelangende optische Sensoren verwendet werden (GB-Patentanmel­ dung 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. Auch die nicht mit dem Teig in Kontakt kommenden optischen Sensoren können leicht verschmutzt werden und sind bei Wartungsarbeiten und dergleichen hinderlich.

Die DE-OS 20 27 500 betrifft eine Knetmaschine zur Herstellung von Teig. Bei einer derartigen Knetmaschine besteht ein Problem darin, die Teigkonsistenz, die von der Dosierung der in den Teig gelangenden Komponenten und deren veränderlichen Eigenschaften abhängt, konstant zu halten. Um dieses Problem zu lösen, wird vorgeschlagen, die Dosiereinrichtung der Knetmaschine mittels eines Signals zu regeln, das der Leistungsaufnahme des Motors der Knetmaschine entspricht. In Abhängigkeit des die Dosierung steuernden Signals wird dabei die Menge der in die Knetmaschine gelangenden Materialien, beispielsweise die Menge des Mehls oder des Wassers vergrößert oder verkleinert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art so weiterzubil­ den, daß eine genaue und kostensparende Betriebsweise gewähr­ leistet ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat ein automatisches Steuersystem, das keine mit der zugeführten Teigbahn in Kontakt gelangende Meßvorrichtung verwendet. Die Dicke der zugeführten Teigbahn wird durch Messung der verbrauchten Leistung der Kalibrierwalzen oder des auf die Kalibrier­ walzen aufgegebenen Drehmoments genauestens bestimmt, wo­ durch eine exakte Betriebsweise gewährleistet ist. Da zu­ dem keine störenden, sauber zu haltenden und reparaturan­ fälligen Bauteile einer Meßvorrichtung angeordnet sind, sind beträchtliche Kosteneinsparungen mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung möglich.

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 Elektro­ motor oder eine Einheit mit einer elektromagnetischen Kupplung sein kann, mit der Änderung des Teigzuführbetrags von der Über­ dosierung zur Unterdosierung und umgekehrt ändert. Demzufolge werden bei der vorliegenden Erfindung Änderungen in der erfor­ derlichen Leistung dazu verwendet, um entsprechende und aus­ gleichende 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, wird die Steuerung der Teigzufuhr in Abhängig­ keit von Änderungen des Drehmoments, welches auf die Kalibrier­ walzen aufgebracht wird, vorgenommen.

Auf diese Weise kann ein Wandler zum Messen des Leistungsver­ brauchs verwendet werden, wodurch entweder ein analoges oder digitales elektrisches Signal erzeugt wird, das der verbrauch­ ten 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 Referenz­ wert verglichen und der Vorschub des Teigs eingestellt werden, um Abweichungen zwischen dem gemessenen Drehmoment und dem Re­ ferenzwert auszugleichen.

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

Fig. 1 bis 4 Diagramme zur Erläuterung verschiedener Betriebs­ zustände 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 wahl­ weisen 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 Überdosierung an, wodurch sich die Teigbahn 1 auf der Eingangsseite der Kalibrierwalzen 2 und 3 auf­ wölbt und die kalibrierte Bahn 4 auf die 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 länger die volle Breite aufweist, wenn sie die Walzen durch­ läuft und somit nicht vollständig die Oberfläche der Walzen über­ spannt. Zudem neigt die austretende Bahn 4 dazu, nach Verlassen der Walzen auf ein Untermaß 7 der Breite zurückzufedern oder sich auf dieses Untermaß zu entspannen.

Bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Kali­ brierwalzen 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 angetrie­ ben. Eine elektrische Stromquelle 10 wirkt über einen Wandler 11 auf einen Motor 8. Der Wandler 11 gibt ein Signal auf eine Lei­ stungsmeßschaltung 12 und dann auf eine Meßwertaufbereitungsschal­ tung 13, wo die Nullast-Komponente des Signals beseitigt wird, die diejenige Leistung darstellt, welche zum Antrieb der Kalibrierwal­ zen erforderlich ist, wenn keine Teigbahn zugemessen wird. Ein von der Walze 3 abgenommenes Signal 13 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 gegebe­ nen Drehzahlsignals 14 eine geeignete Korrektur vorgenommen. Nach­ dem 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 kali­ brierte Bahn der erforderlichen Dicke bei einem vorgegebenen Teig­ vorschub erzeugt. Das Bedienungspersonal der Maschine schaltet dann die Steuerschaltung an, so daß jede Veränderung des Teigvor­ schubs 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 Kalibrierwalzen aufge­ nommenen 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 18 A angetrieben, welcher auch das Band 17 antreibt. Ein Differential 19 sorgt für eine unterschied­ liche Drehzahl zwischen dem Band 17 und den Zuführwalzen 16, wo­ bei 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 Trenn­ verstärker 23 A in einem links in Fig. 6 dargestellten Schaltkreis, welcher den Teigvorschub durch die Zuführwalzen 16 steuert. Die Ausgänge der Verstärker 22 und 23 A werden einer Abgleichssteuerung eines Bedienungsmanns zugeführt, die aus einem Potentiometer 24 und einem Mitten-Nullpunktabgleichindikator 25 besteht.

Wenn die Biskuit-Schneidmaschine unter normalen Produktionsbedin­ gungen 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 Fehler­ signal wird auf eine Steuerschaltung 27 gegeben, die mit dem Aus­ gang 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 23 A 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 dem Drehzahlbedarfssignal. Wenn allerdings eine Veränderung in dem durch die Kalibrierwalzen 2, 3 angeforderten Drehmoment auftritt, erscheint am Ausgang des Ver­ stärkers 26 ein Fehlersignal. Die resultierende Änderung im Aus­ gang des Verstärkers 29 wird auf eine elektronische Steuereinheit 30 gegeben, welche den Antrieb 18 A einstellt und die Drehzahl der Zuführwalzen 16 ändert, um das Drehmoment wieder auf seinen ur­ sprünglichen Wert zu bringen.

Durch dieses Verfahren wird ein automatisches Steuersystem ge­ schaffen, welches keine einen Berührkontakt erfordernden Meßvor­ richtungen oder optischen Sensoren erfordert, welche das Bedie­ nungspersonal beim Überwachen und Warten der Anlage stören. Zudem ist eine genaue Betriebsweise gewährleistet und sind mit dem Ver­ fahren beträchtliche Kosteneinsparungen gegenüber bekannten Meß- und Steuersystemen verbunden, die für das Kalibrieren von Teig­ massen verwendet werden.

Claims (5)

1. Vorrichtung für die Zufuhr einer Teigbahn zu einer Schneid­ vorrichtung mit einem Paar von Zuführwalzen, einem ersten Antrieb für die Zuführwalzen, einem Paar von Kalibrierwal­ zen zur Verringerung der Dicke der durch die Zuführwalzen zugeführten Teigbahn und einem zweiten, elektrischen Antrieb für die Kalibrierwalzen, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (11, 12; 20) zur Erzeugung eines elektri­ schen Signals, das proportional der verbrauchten Leistung der Kalibrierwalzen (2, 3) oder des auf die Kalibrierwal­ zen aufgegebenen Drehmoments ist, und eine elektrische Ein­ richtung (13, 15; 21 bis 30), die entsprechend der Abwei­ chung des Signals von einem vorbestimmten Wert eine Aus­ gleichseinstellung des ersten Antriebs (18 A) hervorruft.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung eines elektrischen Signals ein Wandler (11) ist, der die von dem zweiten Antrieb (8) verbrauchte Leistung mißt und ein die verbrauchte Leistung darstellendes Signal erzeugt, und daß die elektrische Einrichtung eine elektrische Steu­ ereinrichtung (12, 13, 15) ist, die auf das Signal an­ spricht und eine Korrektureinstellung der Geschwindigkeit der Zufuhrwalzen (16) in Abhängigkeit von der Abweichung des Signals von einem vorgegebenen Wert hervorruft.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Steuerein­ richtung eine Leistungsmeßschaltung (12) aufweist, auf deren Engang das vom Wandler (11) abgegebene Signal ge­ langt, und daß die Steuereinrichtung eine mit dem Ausgang der Leistungsmeßschaltung (12) verbundene Meßwertaufberei­ tungsschaltung (13) sowie eine mit dem Ausgang der Lei­ stungsmeßschaltung (12) verbundene Steuerschaltung (15) um­ faßt, die die Drehzahl der Zuführwalzen (16) einstellt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der beide Antriebe elektrische Antriebe sind, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (20) zur Erzeugung eines elektrischen Signals, das dem auf die Kalibrier­ walzen (2, 3) aufgegebenen Drehmoment entspricht, eine Einrichtung zum Vergleich des Drehmoment-Meßwerts mit einem vorher einstellbaren Bezugswert und eine Einrich­ tung zur Ausgleichseinstellung des Antriebs (18 A) der Zu­ führwalzen (16 ) bei Abweichung des Drehmoment-Meßwerts von dem Bezugswert.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen Verstärker (22) für das elek­ trische Signal, einen weiteren Verstärker für ein zum Bezugswert analoges elektrisches Signal, eine zwischen den Ausgängen der Verstärker angeordnete einstellbare Ausgleichssteuerung, einen Differenzverstärker (26), des­ sen Eingänge separat die Ausgänge der Verstärker (22, 23 A) aufnehmen, sowie durch eine auf ein Fehlersignal am Aus­ gang des Differenzverstärkers (26) ansprechende Schaltung (27) für die Ausgleichseinstellung des Antriebs der Zu­ führwalzen (16).