DE3544497A1 - Geraet zum mischen von stoffen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Gerät zum Mischen von Stoffen mittels eines Rühr- bzw. Schlagwerks, dessen senkrechte Welle in einem Behälter angeordnet ist.

Mit einem solchen Gerät läßt sich beispielsweise Süßspeise, Pudding oder Schlagschaum herstellen und anschließend portionsweise entnehmen. Diese Herstellung gehört zum Gebiet der Verfahrenstechnik und ist auch unter der Bezeichnung "Homogenisieren" bekannt, wobei mehrere homogene oder heterogene Phasen in einen höheren Mischungsgrad überführt werden. Dabei wird Energie in Form von Scher- und Transportkräften dem Gemisch zugeführt. Die beim Homogenisieren erforderlichen teilweisen großen Energiemengen, die sich durch Reibung in Wärme umsetzen, können, falls dies für den Prozeß erforderlich ist, im Produkt verbleiben. Andernfalls müssen sie durch geeignete Kühlvorrichtungen abgeführt werden. Die zu homogenisierenden Stoffe können gas- bzw. dampfförmige, flüssige, pasteuse oder pulverige Konsistenz haben. Das Rühren ist ein Vorgang, bei dem Flüssigkeiten mit mehr oder weniger hohen Viskositäten miteinander vermischt (gelöst) werden bzw. bei dem gasförmige, flüssige oder feste Stoffe in Flüssigkeiten verteilt werden. Es sind verschiedene Rührerformen bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein möglichst einfach aufgebautes und sehr wirkungsvolles Gerät zu schaffen, mit welchem unterschiedliche Rührerleistungen wahlweise von der Rührerwelle auf die zu mischenden Stoffe in dem Behälter übertragen werden können. Gleichzeitig soll das Gerät ein automatisches Ausfördern des behandelten Stoff­ gemisches aus dem Behälter ermöglichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Welle mindestens eine Längsnut aufweist, in welcher ein ausschwenkbarer stabförmiger Pendelflügel mit seinem oberen Ende gelagert ist. Dieser Pendelflügel wird infolge der Zentrifugalkraft der sich drehenden Welle mehr oder weniger weit von der Welle abgeschwenkt in Abhängigkeit von der Drehzahl der Welle. Dadurch ergibt sich eine wahlweise einstellbare Energieübertragung von dem Rührwerk auf das Stoffgemisch.

Bevorzugt ist oberhalb eines Deckels des Behälters ein hochschwenkbarer Antrieb, wie Motorblock, an dem Gerät angeordnet, der über ein am anderen Ende der Welle stirnseitig angeordnetes Verbindungsglied, wie Zahnrad o.dgl., formschlüssig mit der Welle verbindbar ist. Wenn der Behälter zum Zwecke der Neufüllung geöffnet werden soll, läßt sich so in einfacher Weise der Antrieb von dem Behälter abschwenken und der Deckel mitsamt dem daran angeordneten Rührwerk herausnehmen.

Bevorzugt ist innerhalb des als Kreiszylinder ausgebildeten, im Boden eine Entnahmeöffnung aufweisenden Behälters eine waagerechte Druckplatte an einem die Welle umgebenden Trägerrohr befestigt. Durch Absenken der Druckplatte wird das Stoffgemisch durch die Entnahmeöffnung aus dem Behälter heraus­ gedrückt. Dieser Vorgang läßt sich durch ein in die mit der Entnahmeöffnung verbundene Gemischleitung eingebautes Ventil wahlweise beeinflussen, welches entsprechend der Bewegung der Druckplatte gesteuert wird.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Schutzansprüchen enthalten. Der Schutzumfang erstreckt sich nicht nur auf die beanspruchten Einzelmerkmale, sondern auch auf deren Kombination.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht des Gerätes;

Fig. 2 den Behälter des Gerätes mit darin befindlichem Rührwerk in einem senkrechten Schnitt;

Fig. 3 einen waagerechten Schnitt durch den Behälter gemäß Linie III-III der Fig. 2;

Fig. 4 die Ansicht A der Welle und eines diese umgebenden Trägerrohres des Rührwerks gemäß Fig. 2;

Fig. 5 eine Seitenansicht der Welle des Rührwerks;

Fig. 6 einen Querschnitt der Welle gemäß Linie VI-VI der Fig. 5;

Fig. 7 einen Querschnitt der Welle gemäß Linie VII-VII der Fig. 5;

Fig. 8 einen Bereich der Welle mit einem um 90° ausgeschwenkten Pendelflügel;

Fig. 9 eine perspektivische Ansicht der Welle mit mehreren ausgeschwenkten Pendelflügeln.

Das erfindungsgemäße Gerät weist ein Ständergehäuse (10) auf, in welchem ein kreiszylindrischer Behälter (11) mit senkrechter Achse angeordnet ist. Im unteren Bereich des Behälters (11) können in einem hierfür vorgesehenen Raum (12) des Ständergehäuses (10) Kühlschlangen zum Abkühlen des in dem Behälter (11) befindlichen Mediums angeordnet sein. Hier weist das Ständergehäuse (10) außerdem eine Tastatur (13) auf, mit welcher verschiedene Betriebsarten des Gerätes ein- und ausschaltbar sind. An der Unterseite des Bereichs des Ständergehäuses (10) für die Tastatur (13) kann der Anschluß (14) für eine Entnahmeöffnung des Behälters (11) angeordnet sein.

Der Behälter (11) ist an seinem oberen Ende stirnseitig mit einem Deckel (15) verschlossen. Oberhalb des Deckels (15) ist an dem Ständergehäuse (10) ein Antrieb (16) schwenkbar gelagert, der sich von dem Deckel (15) nach oben fortschwenken läßt, um den Deckel (15) von dem Behälter (11) abnehmen zu können. Von diesem Antrieb (16) aus wird im Betrieb eine innerhalb des Behälters (11) gelagerte senkrechte Welle (17) in Drehung versetzt. Mit ihrem unteren Ende ist die Welle (17) über einen stirnseitig abstehenden koaxialen Lagerzapfen (18) in einem den Behälter (11) an der Unterseite begrenzenden Boden (19) gelagert. Mit ihrem oberen Endbereich durchdringt die Welle (17) den Deckel (15) und ist hier in einem Lager (20) des Deckels (15) gelagert. Außerhalb des Behälters, also oberhalb des Deckels (15) endet die Welle (17) in einem stirnseitig ausgebildeten Zahnrad (21), welches von der Abtriebswelle des Antriebs (16) bei dessen Heranschwenken an den Deckel (15) formschlüssig ergriffen wird.

Im Boden (19) befindet sich eine Entnahmeöffnung (22), durch die das in dem Behälter (11) befindliche Stoffgemisch ausgefördert werden kann. Der Deckel (15) läßt sich nach dem Aufsetzen auf dem Behälter (11) mit Hilfe von Schnappverschlüssen (23) daran befestigen.

Die Welle (17) weist auf dem größten Teil ihrer Länge ein Außengewinde (24) auf. In ihrem unteren Bereich unterhalb des Außengewindes (24) sind in die Welle (17) mehrere achsparallele Längsnuten für die Aufnahme von Pendelflügeln eingearbeitet. So befindet sich in einer Längsnut (25) ein Pendelflügel (26). In zwei von dieser Längsnut (25) in einem Abstand in Umfangsrichtung übereinander angeordneten Längsnuten (27) befinden sich Pendelflügel (28). Schließlich ist eine weitere, in Umfangsrichtung im Abstand von den Längsnuten (27) befindliche Längsnut (29) eingearbeitet, in der sich ein ausschwenkbarer Pendelflügel (30) befindet. Jeder Pendelflügel ist mit seinem oberen Ende um eine waagerechte Achse innerhalb der Längsnut schwenkbar gelagert. Bei Drehung der Welle (17) bewegen sich die Pendelflügel (26, 28 und 30) infolge der Zentrifugalkraft in Abhängigkeit von der Drehzahl der Welle (17) aus den Längsnuten (25, 27 und 29) heraus und übertragen die Bewegungsenergie von der Welle (17) auf das in dem Behälter (11) befindliche Stoffgemisch. Die Pendelflügel bewirken also dessen Durchmischung.

Zum Ausfördern des fertig behandelten Stoffgemisches ist eine waagerechte Druckplatte (31) in dem Behälter (11) angeordnet, die von einem darüber befindlichen und die Welle (17) umgebenden Trägerrohr (32) gehalten wird. Das Trägerrohr (32) kann einstückig mit der Druckplatte (31) ausgeführt sein oder daran befestigt, beispielsweise angeschweißt sein. Am oberen Ende des Trägerrohrs (32) ist in diesem ein Innengewinde (33) ausgebildet, welches für den Eingriff mit dem Außengewinde (24) der Welle (17) vorgesehen ist. In der abgebildeten Stellung gemäß Fig. 2 der Zeichnung befindet sich das Innengewinde (33) jedoch noch nicht auf dem Außengewinde (24), sondern es umgibt einen Teil der Welle (17) oberhalb des Außengewindes (24). In diesem Bereich ist an dem Trägerrohr (32) ein äußerer Ringanschlag (34) ausgebildet, an dem sich eine das Trägerrohr (32) umgebende Schraubendruckfeder (35) mit ihrem unteren Ende abstützt, die sich mit ihrem oberen Ende an der Innenseite des Deckels (15) abstützt. Die Schraubendruckfeder ist also bestrebt, das Trägerrohr (32) an der Welle (17) entlang nach unten zu drücken, damit das Innengewinde (33) mit dem Außengewinde (24) in Eingriff kommt. Um diese Bewegung steuern zu können, ist an dem Deckel (15) ein Feststellhebel (36) gelagert, mit dem das Trägerrohr (32) in der oberen Endstellung gehalten werden kann. Der Feststellhebel (36) stützt sich dann an der Unterseite des Ringanschlages (34) ab.

Nach dem Lösen des Feststellhebels (36) wird bei entsprechender Drehrichtung der Welle (17) über das Außengewinde (24) und das Innengewinde (33) das Trägerrohr (32) und mit diesem die Druckplatte (31) in einer Drehrichtung der Welle (17) abgesenkt. Das unterhalb der Druck­ platte (31) befindliche Stoffgemisch wird also von der Druckplatte (31) durch die Entnahmeöffnung (22) aus dem Behälter (11) ausgepreßt. Damit sich bei diesem Vorgang die Druckplatte (31) mit der Welle (17) nicht gleichzeitig drehen kann, ist am Umfang der Druckplatte (31) eine Führungsnut (37) angeordnet. Mit dieser Führungsnut umgreift die Druckplatte (31) eine senkrechte Führungsschiene (38), die an der Innenwand des Behälters (11) befestigt ist. Die Führungsschiene (38) verläuft zu der Achse der Welle (17) parallel. An ihr gleitet die Druckplatte (31) bei der Drehung der Welle (17) im Bereich der Führungsnut (37) entlang.

Der Motor des Antriebs (16) kann umgesteuert werden, also in beiden Drehrichtungen laufen. Für den Linkslauf ist eine Geschwindigkeit bzw. Drehzahl vorgesehen, die dem Absenken der Druckplatte (31) und damit dem Ausfördern des Stoffgemisches entspricht. Für den Rechtslauf sind drei Geschwindigkeiten bzw. Drehzahlen vorgesehen. Die erste, geringste Drehzahl, entspricht dem Arbeitsgang "Anheben der Druckplatte (31)". Bei Drehung mit der zweiten, höheren Geschwindigkeit bzw. Drehzahl der Welle (17) schwenken sich die Pendelflügel (26, 28 und 30) in einem Maße aus, welches der Betriebsweise "Rühren" entspricht. Bei der noch höheren, dritten Geschwindigkeit bzw. Drehzahl schwenken die Pendelflügel (26, 28 und 30) weiter aus, so daß nun der Betrieb "Schlagen" erfolgt. Nach dem Abschalten des Antriebs (16) fallen die Pendelflügel (26, 28 und 30) wieder in die Längsnuten (25, 27 und 29) in ihre Ausgangsstellung zurück und integrieren die Welle (17).

Die Druckplatte (31) ist am Umfang mit einer Dichtung (39) versehen, die an der inneren Oberfläche des Behälters (11) anliegt und somit den oberen Hohlraum des Behälters (11) von dem unteren Hohlraum, in dem sich das Stoffgemisch befindet, trennt. Nach dem Anheben der Druckplatte (31) bleibt bei der weiteren Drehung der Welle (17) das Trägerrohr (32) in seiner oberen Stellung, weil das Außengewinde (24) der Welle (17) und das Innengewinde (33) des Trägerrohres (32) außer Eingriff gekommen sind. Nun kann mit Hilfe des Feststellhebels (36) das Trägerrohr (32) in seiner oberen Stellung festgestellt werden, so daß die Drehrichtung der Welle (17) für die Bearbeitung des Stoffgemisches umgekehrt werden kann.

Mit dem erfindungsgemäßen Gerät ist folgende Arbeitsweise möglich. Zuerst wird der Antrieb (16) mit dem Motorblock hochgeklappt. Nach Lösen der Schnappverschlüsse (23) am Behälterrand kann der Deckel (15) von dem Behälter (11) abgenommen werden. Nun wird der Behälter (11) mit den zu mischenden Stoffen, beispielsweise mit einer bestimmten Menge Milch oder Wasser und mit Schlagschaumpulver oder Puddingpulver, gefüllt, wonach ein kurzes Einrühren erfolgt. Der Deckel (15) wird wieder aufgesetzt, wobei die Führungsschiene (38) in die Führungsnut (37) der Druckplatte (31) gelangen muß. Nach dem Verschließen des Behälters (11) mit dem Deckel (15) und dem Befestigen mit Hilfe der Schnappverschlüsse (23) wird der Knopf "Rührwerk" oder "Schlagwerk" an der Tastatur (13) gedrückt und der Motor des Antriebs (16) bewirkt eine Drehung der Welle (17) rechts herum mit der gewünschten Drehzahl während einer mit Hilfe einer Zeitschaltuhr vorprogrammierten Zeit. Danach schaltet der Motor ab und das Gerät ist entnahmebereit.

Nach dem Anbringen einer Zapftülle am Anschluß (14) für die Entnahmeöffnung (22) wird der Knopf "Entnehmen" der Tastatur (13) gedrückt, worauf der Motor des Antriebs (16) die Welle (17) links herum dreht, so daß nun, nachdem der Feststellhebel (36) den Ringanschlag (34) des Trägerrohres (32) freigegeben hat, infolge der Schraubendruckfeder (35) die Gewinde (24 und 33) in Eingriff kommen und die Druckplatte (31) in dem Behälter (11) abgesenkt wird. Durch Loslassen des Knopfes wird dieser Vorgang unterbrochen. Eine Programmierung der Entnahme ist mit Hilfe einer Zeitschaltuhr ebenso möglich, wie die Programmierung der Zubereitungszeit. Wenn der Behälter (11) geleert ist, wird durch Berührung der Druckplatte (31) mit einem am Boden (19) befindlichen Kontakt der Motor des Antriebs (16) umgeschaltet, so daß die Welle (17) nicht mehr links herum, sondern rechts herum gedreht wird und die Druckplatte (31) sich wieder anhebt.

Claims (10)

1. Gerät zum Mischen von Stoffen mittels eines Rühr- bzw. Schlagwerks, dessen senkrechte Welle in einem Behälter angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (17) mindestens eine Längsnut (25) aufweist, in welcher ein ausschwenkbarer stabförmiger Pendelflügel (26) mit seinem oberen Ende gelagert ist.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im unteren Bereich der Welle (17) am Umfang mehrere achsparallele Längsnuten (25, 27, 29) mit ausschwenkbaren Pendelflügeln (26, 28, 30) angeordnet sind.

3. Gerät nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (17) am unteren Ende einen stirnseitig abstehenden achsparallelen Lagerzapfen (18) aufweist, mit welchem sie in dem Boden (19) des Behälters (11) drehbar gelagert ist.

4. Gerät nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (17) in ihrem oberen Endbereich in einem Lager (20) drehbar gelagert ist, welches sich in einem den Behälter (11) verschließenden Deckel (15) befindet.

5. Gerät nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb des Deckels (15) ein hochschwenkbarer Antrieb (16), wie Motorblock angeordnet ist, der über ein am oberen Ende der Welle (17) stirnseitig angeordnetes Verbindungsglied, wie Zahnrad (21) o.dgl., formschlüssig mit der Welle (17) verbindbar ist.

6. Gerät nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des als Kreiszylinder ausgebildeten, im Boden (19) eine Entnahmeöffnung (22) aufweisenden Behälters (11) eine waagerechte Druckplatte (31) an einem die Welle (17) umgebenden Trägerrohr (32) befestigt ist.

7. Gerät nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (17) auf dem größten Teil ihrer Länge, oberhalb des Bereichs der Pendelflügel (26, 28, 30) und unterhalb des Bereichs des Lagers (20) des Deckels (15) ein Außengewinde (24) aufweist, welches für den Eingriff in einem Innengewinde (33) des Trägerrohres (32) vorgesehen ist.

8. Gerät nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckplatte (31) an ihrem Umfang eine ihre Drehung innerhalb des Behälters (11) verhindernde Führungsnut (37) aufweist, mit welcher sie eine an der Innenwand des Behälters (11) befestigte achsparallele Führungsschiene (38) umgreift.

9. Gerät nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Deckel (15) und einem Ringanschlag (34) des Trägerrohrs (32) eine das Trägerrohr (32) umgebende Schraubendruckfeder (35) angeordnet ist.

10. Gerät nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Deckel (15) ein an dem Ringanschlag (34) anlegbarer Feststellhebel (36) für das Trägerrohr (32) gelagert ist.