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Beschreibung
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von schaumigen
Massen aus einer Flüssigkeit, insbesondere zur Herstellung von Schlagsahne, mit
einem Flüssigkeits-Vorratsbehälter, mit einer Aufschäumeinrichtung, mit einer die
Aufschäumeinrichtung mindestens mittelbar mit Flüssigkeit beaufschlagenden elektromotorischen
Förderpumpe, mit einem die Aufschäumeinrichtung beaufschlagenden elektromotorischen
Drucklufterzeuger sowie mit einer elektronischen Meßeinrichtung, welcher eine programmierbare
Vorwahleinrichtung für unterschiedliche Portionen abzugebender Schaummenge zugeordnet
ist.
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Die vorbeschriebene Vorrichtung zur Herstellung von Schlagsahne ist
Gegenstand der DE-OS 19 62 740 (s. dort Fig.
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4). Bei der bekannten Vorrichtung wird die flüssige Sahne mittels
einer elektromotorischen Pumpe aus einem drucklosen Vorratsbehälter in einen Druckbehälter
gepumpt, dessen Flüssgkeitsniveau von einem Drucklufterzeuger beaufschlagt ist.
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Eine schwimmerbetätigte Füllstandsregelung steuert hierbei den Elektromotor
der Flüssigsahne-Förderpumpe. Der das Flüssigsahne-Niveau des Druckbehälters beaufschlagende
Drucklufterzeuger versorgt außerdem über eine gesonderte Druckluftabzweigung die
Aufschäumeinrichtung. Die zur Aufschäumeinrichtung führende Druckluftzufuhr kann,
je nachdem, ob die Schlagsahne eine mehr oder weniger steife Konsistenz besitzen
soll, mittels einer Düsennadel mehr oder weniger geschlossen werden.
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Ablaufseitig hinter der Aufschäumeinrichtung gemäß der DE-OS 19 62
740 (s. dort Fig. 4) sind von einem elektronischen Zeitglied gesteuerte, elektrisch
angetriebene Ventile vorgesehen.
Durch Einstellung eines bestimmten
'Programms soll ein kontinuierliches Dauerportionieren, ein Einzelportionieren oder
eine kontinuierliche Dauerentnahme von Schlagsahne durchgeführt werden.
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Die von der DE-OS 19 62 740 her bekannte Vorrichtung kommt immerhin
schon dem Bedürfnis entgegen, in der gewerblichen Praxis, insbesondere in Konditoreibetrieben,
je nach individuellem Rezeptbedarfmit minimalem Bedienungsaufwand unterschiedlich
dosierte Schlagsahnemenge entnehmen zu können.
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Bei der bekannten Vorrichtung bleibt jedoch unberücksichtigt, daß
die Konsistenz der Flüssigsahne nicht immer gleich ist, sondern sich vielmehr von
Lieferung zu Lieferung ändern kann.
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Selbstverständlich ändert sich außerdem die Sahnekonsistenz mit dem
Fettgehalt. Bei unveränderter Einstellung der Vorrichtung ergeben sich daher unterschiedliche
Aufschäumergebnisse. Dieses bedeutet nichts anderes, als daß bei jeweils derselben
einprogrammierten Entnahmezeit zwangsläufig unterschiedliche Schlagsahne-Gewichtsmengen
entnommen werden.
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Bei der von der DE-OS 19 62 740 her bekannten Vorrichtung bleibt in
diesem Zusammenhang auch unberücksichtigt, daß durch die Druckluftregulierung an
der Aufschäumeinrichtung ebenfalls - dieses je nach Rezept sogar gewollt - unterschiedlich
steife Schlagsahne erzeugt wird, was wiederum unterschiedliche Schlagsahne- Gewichtsmengen
pro Zeiteinheit bedeutet.
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Ausgehend von der Vorrichtung gemäß der DE-OS 19 62 740 (s. dort
Fig. 4), liegt der Erfindung im Bewußtsein der Nachteile des Bekannten die Aufgabe
zugrunde, eine Vorrichtung zur Herstellung von schaumigen Massen aus einer Flüssigkeit,
insbesondere zur Herstellung von Schlagsahne, zu schaffen,
welche
mit insgesamt geringem und einfachem Bau- und Bedienungsaufwand unabhängig von der
Konsistenz der Flüssigkeit und dem Aufschäumungsgrad die Abgabe genau portionierbarer
Schaum-Gewichtsmengen, insbesondere genau abgewogen Schlagsahneportionen, gestattet.
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Entsprechend der Erfindung ist diese Aufgabe dadurch gelöst worden,
daß Förderpumpe und Drucklufterzeuger bewegungsgekuppelt sind, daß die Aufschäumeinrichtung
auch von der Förderpumpe unmittelbar beaufschlagt ist, daß in der Förderleitung
für die Flüssigkeit zwischen Vorratsbehälter und Förderpumpe ein elektronischer
Impulsgeber eingebaut ist, welcher auf eine programmierbare Impulszähler-Einheit
wirkt, die nach Abzählen der eingegebenen Impulszahl ein Null signal erzeugt, das
nach Verstärkung auf ein den elektrischen Antrieb von Förderpumpe und Drucklufterzeuger
abschaltendes Schaltrelais wirkt.
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Entsprechend der Erfindung wird die geförderte Durchflußmenge ungeschäumter
Flüssigkeit (insbesondere Flüssigsahne) gemessen. Die Erfindung gestattet daher
über die Ermittlung des Durchflußvolumens pro Zeiteinheit eine in engen Toleranzen
hinreichend genaue Bemessung des Gewichts der der Aufschäumeinrichtung zugeförderten
Flüssigkeit, insbesondere Flüssigsahne.
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Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann daher der Aufschäumungsgrad,
welcher von der unterschiedlichen Konsistenz der Flüssigsahne oder von der Druckluftzufuhr
abhängig sein kann, die Genauigkeit des mittelbar erfolgten Abwägens des Schaumprodukts
in keiner Weise beeinflussen. Beim Gegenstand der DE-OS 19 62 740 wird hingegen
bei verhältnismäßig geringem
M Üschäunungsgrad pro Zeiteinheit eine
relativ große (,ewichtsmenge und bei stärkerem Aufschäumungsgrad in derselben Zeiteinheit
eine geringere Gewichtsmenge an Schaumprodukt abgegeben.
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Der von der Erfindung verwendete elektronische Impulsgeber ist an
sich bekannt. In einer zweckmäßigen Form ist er derart aufgebaut, daß der Flüssigsahne-Förderstrom
eine Art Pumpenrad antreibt, welches pro Umdrehung ein bestimmtes Flüssigsahne-Volumen
passieren läßt. Die Umdrehungen dieses Pumpenrades werden berührungslos elektrisch,
beispielsweise kapazitiv oder induktiv oder aber auch optoelektronisch, abgetastet.
Die so abgetasteten elektrischen Signale werden an die programmierbare Impulszähler-Einheit
weitergeleitet.
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Der Programmier- und Abschaltvorgang verläuft entsprechend der Erfindung
im einzelnen derart, daß zunächst eine an sich bekannte Impuls- bzw. Ereigniszähler-Einheit
programmiert wird. Mit Einschalten des Elektromotors wird Flüssigsahne zur Aufschäumeinrichtung
gefördert und zugleich der in den Fbrderfluß eingeschaltete Impulsgeber aktiviert,
welcher die erzeugten Signale an die Impulszähler-Einheit weitergibt.
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Der Impulszähler-Einheit, welcher eine programmierte Impuls-Anzahl
vorgegeben ist, subtrahiert hiervon die vom Impulsgeber empfangenen Impulse, zählt
also bis auf Null herunter, womit ein Nulisignal entsteht. Dieses Nullsignal wird
verstärkt und bewirkt über das Schaltrelais ein Abschalten des Elektromotors, womit
zugleich der Drucklufterzeuger und die Flüssigsahne-Förderpumpe stillgesetzt werden.
Offensichtlich aufgrund des Strömungswiderstandes im Leitungssystem geschieht dieses
Stillsetzen so plötzlich, daß Schlagsahneerzeugung und Schlagsahneabgabe abrupt
unterbunden werden. Der erfindungsgemäßen
Anordnung ist - im Gesamtzusammenhang
betrachtet - dank der Bewegungskupplung zwischen Flüssigsahne-Förderpumpe und Drucklufterzeuger
eine Art Ventilwirkung eigen, ohne daß hierzu gesonderte Abgabe-Ventile (wie bei
der DE-OS 19 62 740) benötigt würden.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung geschieht der Antrieb der
Flüssigsahne-Förderpumpe und des mit ihr bewegungsgekuppelten Drucklufterzeugers
auf einfache Weise derart, daß nur ein Elektromotor sowohl die Förderpumpe als auch
den Drucklufterzeuger antreibt, wobei Förderpumpe und Drucklufterzeuger miteinander
starr, d.h. mechanisch starr, bewegungsgekuppelt sind. Eine solche Bewegungskupplung
von Drucklufterzeugung und Flüssigsahne-Förderung kann auch durch eine an sich bekannte
integrierte Anordnung erzielt werden, bei welcher Sahneförderpumpe und Drucklufterzeuger
gemeinsam eine Zusatzluft ansaugende Pumpe, z.B. eine Zellenradpumpe, bilden, deren
Kolben- bzw. Pumpenrotorglied von dem Elektromotor angetrieben wird. Eine derartige
Vorrichtung ist durch offenkundige Vorbenutzung bekanntgeworden und wird unter der
Bezeichnung "SANOMAT" von der Firma F. VAIHINGER K.G., 6277 Erbach (Taunus), vertrieben.
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Entsprechend weiteren Erfindungsmerkmalen wird der Impulsgeber von
der Impulszähler-Einheit elektrisch getrennt, sobald der Nullabgleich erfolgt ist.
Mit dieser erfindungsgemäßen Ausgestaltung wird vermieden, daß in einem normalen
220-Volt-Netz immer vorhandene Störfrequenzen die Impuls- bzw.
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Ereigniszähler-Einheit nach erfolgtem Nullangleich wieder in Gang
setzen, wa& gleichbedeutend mit einer ungewollten Wiederinbetriebnahme des sowohl
den Drucklufterzeuger als auch die Flüssigsahne-Förderpumpe antreibenden Elektromotors
wäre.
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Die Merkmale des Hauptanspruchs bilden fakultativ und insbesondere
eine Kombination zur funktionseinheitlichen Lösung der weiter oben bezeichneten
Aufgabe. Zu dieser Kombination kann - wiederum fakultativ und insbesondere - das
eine oder andere Merkmal eines Unteranspruchs hinzutreten.
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In den Zeichnungen ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel entsprechend
der Erfindung näher dargestellt, es zeigen, Fig. 1 ein FlieE- und Schaltschema der
Vorrichtung zur Herstellung von schaumigen Massen und Fig. 2 einen Schaltplan für
eine programmierbare elektronische Impulszähler-Einheit.
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In Fig. 1 ist eine Vorrichtung zur Herstellung von Schlagsahne insgesamt
mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet. Die Flüssigsahne 11 ist in einem drucklosen
Sahne-Vorratsbehälter 12 enthalten. In die Flüssigsahne 11 taucht ein insgesamt
mit 13 bezeichnetes Flüssigsahne-Sa;ugrohr, die Flüssigsahne-Förderleitung 13, ein.
In die Förderleitung 13 eingebaut ist ein elektronischer Impulsgeber 14. Oberseitig
mündet die Förderleitung 13 in einer Saugpumpe 15, welche die Flüssigsahne 11 über
die Saugleitung 13 ansaugt und über die Druckleitung 16 in eine Aufschäumeinrichtung
17 hineindrückt.
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Ein Drucklufterzeuger 18 beaufschlagt die Aufschäumeinrichtung 17
über eine Druckluftleitung 19.
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Die Förderrichtung der Flüssigsahne ist mit durch x gekennzeichnete
Pfeile und die Förderrichtung der Druckluft mit durch y bezeichnete Pfeile veranschaulicht.
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Über einen Ablaufstutzen 20 wird die Schlagsahne in einen Schlagsahnebehälter
21 abgegeben.
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Eine programmierbare Ereignis- bzw. Impulszähler-Einheit 22 kann
über einen Schalter SW mit dem elektronischen Impulsgeber 14 elektrisch verbunden
werden. Ein Ausgang A1 des Irnpulszähler-Einheit ist über ein Schaltrelais R1 mit
einem Elektromotor 23 verbunden. Der andere Ausgang A2 der Impulszähler-Einheit
22 ist über ein Schaltrelais R2 mit dem Impulszähler 14 elektrisch verbunden. Auf
die Ausgänge A1 bzw. A2 wirkt jeweils ein von der Impulszähler-Einheit 22 verstärktes
Schaltsignal bei Nullabgleich.
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Die Funktion der Vorrichtung 10 zur Herstellung von Schlagsahne verläuft
wie folgt: Die Impulszähler-Einheit 22 ist mit einer vierstelligen Eingabe versehen,
welche nach dem sogenannten BCD-Code aufgebaut ist. Die Gesamtanordnung ist dermaßen
abgeglichen, daß die kleinste Zahleneinheit ein Gramm bedeutet. Die vierstellige
Eingabe läßt danach theoretisch eine beliebige Schlagsahne-Gewichtsmengen-Programmierung
bis 9999 g zu. Für den praktischen Konditoreibetrieb wird es indes zweckmäßig sein,
die geringstmögliche Schlagsahne-Entnahmemenge mit 25 g anzusetzen und im übrigen
als Teiler für die entnehmbare Schlagsahnemenge die Zahl 25 zu wählen. Auf diese
Weise ist die mögliche Entnahmemenge das ganzzahlige Vielfache von 25 Gramm,
die
Maximalmenge demnach 9975 g. Im vorliegenden Anwendungsfall soll beispielsweise
die rezeptbedingte Schlagsahnemenge 200 g betragen. Es wird demnach die Zahl 200
in die nicht gezeigte digitale Eingabe der Impulszähler-Einheit 22 eingegeben. Sodann
wird durch Betätigung des Schalters SW die Anordnung eingeschaltet, worauf der Elektromotor
23 aktiviert wird. Auf der Motorwelle 24 des Elektromotors 23 sitzen gemeinsam drehfest
sowohl die Flüssigsahne-Förderpumpe 15 als auch der Drucklufterzeuger 18. Mit dem
Anlaufen der Pumpe 15 wird auch der elektronische Impulsgeber 14 in Gang gesetzt,
womit auch das Herunterzählen der digitalen Eingabe 200 in Richtung Null erfolgt.
Sobald Null erreicht und zugleich das Null-Signal erzeugt ist, erfolgt gleichzeitig
die Abschaltung des Impulsgebers 14 über das Relais R2 und die Abschaltung des Motors
23 über das Relais R1. Mit dem Abschalten über die Relaisschalter R1 und R2 werden
die Schlagsahneerzeugung und die Schlagsahneabgabe abrupt unterbunden: Die vorgewählte
Schlagsahne-Gewichtsmenge von 200 g ist an den Schlagsahnebehälter 21 abgegeben.
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Anhand von Fig. 2 soll nun im wesentlichen erklärt werden, wie die
elektronische Schaltung der Impulszähler-Einheit 22 aufgebaut ist. Die insgesamt
mit 22 bezeichnete Impulszähler-Einheit besteht aus dem eigentlichen Impuls- bzw.
Ereigniszähler 25, einer Analogplatine 26 und einer digitalen Teilerplatine 27.
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Der Durchflußaufnehmer bzw. elektronische Impulsgeber 14 erzeugt
eine beliebige Anzahl von Impulsen in Form einer Sinusschwingung, wobei die erzeugte
Schwingungsanzahl von beispielsweise 8000 Schwingungen gleichzusetzen ist mit einem
Liter
Durchflußmenge. Ein Gramm Flüssigkeit ist also gleichbedeutend mit 8 Schwingungen.
Die Sinussignale werden nun auf die Analogplatine 26 gegeben und dort in Analogsignale
umgewandelt. Diese Analogsignale werden auf die digitale Teilerplatine 27 gegeben
und dort heruntergeteilt, d.h. durch die Zahl Acht geteilt, so daß ein Impuls gleichbedeudend
ist mit einem Gramm. Wie vorerwähnt, ist die Eingabe vierstellig gestaltet, so daß
die digitale Teilerplatine 27 für zehn Gramm 80 Impulse durch 8 teilt, für hundert
Gramm 800 Impulse durch 8 und für eintausend Gramm 8000 Impulse durch 8. An der
digitalen Teilerplatine sind auch andere Teilungsverhältnisse einstellbar, z.B.
in Abhängigkeit von der Konsistenz der Flüssigsahne. Uns zwar wird Flüssigsahne
mit verschiedenen Fettgehalten gehandelt. So könnte es beispielsweise sein, daß
bei einem bestimmten Fettgehalt die Teilerplatine 27 nicht etwa durch die Zahl Acht
sondern vielmehr durch die Zahl Sieben teilen müßte. Dem ginge voraus, daß der Impulszähler
14 nur 7000 Schwingungen pro Liter Flüssigkeit abgibt.
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Von der digitalen Teilerplatine 27 werden die Impulse auf den eigentlichen
Impuls- bzw. Ereigniszähler 25 gegeben.
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Dieser Ereigniszähler 25 zählt nun - beispielsweise bei der weiter
oben vorerwähnten eingegebenen Menge von 200 g - auf Null herunter. Bei der Eingabe
wird zunächst die eingegebene Zahl über LEDs 28 angezeigt. Für jede Stelle ist ein
LED 28 vorhanden. Die Programmierungseingänge sind beim Ereigniszähler nicht weiter
angegeben. Sobald die eingegebene Impulsanzahl auf Null heruntergezählt ist, entsteht
für einen Augenblick am Ausgang "Zero" ein Nullsignal, welches sofort über einen
nicht gezeigten Verstärker verstärkt wird und - wie
vorerwähnt
- die beiden Relaisschalter R1 und R2 zur Abschaltung des Durchflußaufnehmers 14
und des Elektromotors 23 aktiviert.
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Der Vollständigkeit halber seien folgende Einzelheiten in Verbindung
mit Fig. 2 erklärt: Der Eingang der vom Durchflußaufnehmer 14 erhaltenen Sinussignale
an der Analogplatine 26 ist mit 29 bezeichnet. Der Ausgang an der Analogplatine
26 für die Analogsignale ist mit 30 und deren Eingang an der digitalen Teilerplatine
27 mit 31 bezeichnet. Die Gleichspannungsquelle trägt insgesamt die Bezugsziffer
32 und liefert eine Gleichspannung von beispielsweise + 12 V.
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Die Ausgänge a-d an der digitalen Teilerplatine 27 bedeuten die verschiedenen
Teilungsverhältnisse. So steht für a das Teilungsverhältnis 8:1, für b das Teilungsverhältnis
80:1, für c das Teilungsverhältnis 800:1 und schließlich für d das Teilungsverhältnis
8000:1.
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Die so aufbereiteten Impulse werden über den Eingang 33 auf den Ereigniszähler
25 gegeben. Am Ereigniszähler 25 ist noch ein sogenannter "STORE"-Eingang mit 34
bezeichnet. Für den Fall, daß "STORE" auf Null Volt gelegt wird, ist der Ereigniszähler
25 in der Lage, von der eingegebenen Zahl auf Null herunterzuzählen. Außerdem ist
noch ein Eingang 35 erwähnenswert, über den festgelegt werden kann, ob der Ereigniszähler
25 aufwärts oder abwärts zählen soll. Wird der Eingang 35 offengelassen oder auf
+ 5 Volt gelegt, zählt der Ereigniszähler 25 abwärts, was im vorliegenden Anwendungsfall
bewirkt werden soll.
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