DE3816474C1 - Continuous grill - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Durchlaufgrill nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Ein derartiger Durchlaufgrill ist z. B. aus der EP-A-00 53 656 oder der DE-OS 32 14 684 bekannt. Bei einem derartigen Gerät wird Bratgut über beheizte Walzen geführt und dadurch gegart. Wenn die Temperatur der Walzen zu hoch ist, so verbrennt das Bratgut, ist sie zu niedrig, so wird das Bratgut nicht voll­ ständig gegart. Da derartige Geräte in erster Linie darauf aus­ gelegt sind, das Bratgut möglichst schnell zu garen, wird mit relativ hohen Temperaturen und gleichmäßig hohen Durchlaufge­ schwindigkeiten gearbeitet. Es kommt also darauf an, die Tem­ peratur auf der Walzenoberfläche möglichst konstant zu halten. Zu diesem Zweck ist nun bei den bekannten Anordnungen ein Temperaturfühler vorgesehen, der mit einem Tastorgan auf der Oberfläche des Walzenmantels schleift. Zum einen ist durch das Schleifen nur ein unsicherer, oftmals schwankender Wärmeübergang gewährleistet, da die Walzenoberfläche nicht absolut sauber gehalten werden kann, zum anderen setzt das Tastorgan nur auf einem kleinen Walzenbereich auf, so daß nur die Temperatur dieses Bereiches bei der Regelung der Heizung Berücksichtigung findet. Wenn z. B. ein Steak nicht genau in dem Bereich eingeführt wird, in welchem das Tast­ organ die Walzentemperatur abtastet, sondern daneben, so meldet der Temperaturfühler keine Temperaturänderung, auch wenn der Walzenmantel im Kontaktbereich zum Steak un­ ter die gewünschte Temperatur abkühlt.

Ausgehend vom oben genannten Stand der Technik, ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Durchlaufgrill der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß eine exaktere Temperaturregelung des Walzenmantels sichergestellt wird.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Patentan­ anspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Es spielt also bei der erfindungsgemäßen Lösung keine Rolle, in welchem Bereich der Walzenmantel abkühlt, da die Länge des Walzenmantels ein Maß für die mittlere Wal­ zentemperatur ist. Genau diese mittlere Walzentemperatur gilt es konstant zu halten. Dadurch, daß der Referenzstab innerhalb des Walzenmantels, diesen im wesentlichen voll­ ständig durchsetzend angeordnet ist, spielen Temperatur­ schwankungen außerhalb der Walze keine Rolle. Dies ist von erheblicher Bedeutung, da die die Walze umgebenden Gehäuseteile des Grills nach längerer Betriebsdauer sehr heiß werden, die Manteltemperatur aber auch schon sofort nach dem Einschalten des noch kalten Gerätes auf densel­ ben konstanten Wert eingeregelt werden soll, wie im heißen Zustand nach längerem Betrieb.

Besonders einfach ist die Anordnung dann, wenn als Füh­ lerelement ein Mikroschalter verwendet wird, der mit einer gewissen Hysterese ein- und ausschaltet. Mit einem sol­ chen Mikroschalter kann dann ein Zweipunkt-Regler aufge­ baut werden. Vorzugsweise ist hierbei der Referenzstab so lang ausgebildet, daß der Mikroschalter außerhalb der Walze angeordnet werden kann. In diesem Fall wird der Mikroschalter zum einen nicht zu heiß, zum anderen kann in einfacher Weise ein von außen zugängliches Einstellor­ gan am Mikroschalter vorgesehen sein, so daß die Schalt­ temperaturen einstellbar sind.

Die Montage des Referenzstabes ist dann besonders einfach, wenn dieser nur in kraftschlüssiger Verbindung zwischen der ersten Stirnseite des Mantels und dem Fühlerelement eingespannt ist.

Die Wärmeübertragung von einer in der Walze angeordneten Heizwendel auf den Mantel geschieht vorzugsweise über eine Sandfüllung, die den Hohlraum innerhalb des Walzenmantels nicht vollständig ausfüllt. Zum Schutz des Referenzstabes ist in diesem Fall ein Schutzrohr vorgesehen, in dem der Referenzstab im wesentlichen frei beweglich sitzt.

Wenn der Referenzstab aus einem Keramikmaterial mit ge­ ringem Längenausdehnungskoeffizienten oder aus Quarzglas besteht, dessen Ausdehnungskoeffizienten nahe Null ist, hängt die Temperaturregelung praktisch ausschließlich von der Manteltemperatur ab. Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Referenzstab aus drei Einzelteilen aufgebaut, die unterschiedliche Längen­ ausdehnungskoeffizienten aufweisen. Bei einer entspre­ chenden Wahl der Ausdehnungskoeffizienten kann ein Refe­ renzstab aufgebaut werden, der eine negative Kennlinie hat, also bei niedrigen Temperaturen eine höhere Länge aufweist als bei höheren Temperaturen. Wenn ein solcher Referenzstab in der Nähe bzw. innerhalb der Heizwendel angeordnet ist, so fließt die Temperatur der Heizwendel mit in die Regelung ein und zwar so, daß die Schwankungs­ breite der Heizwendeltemperatur sinkt.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung an­ hand von Abbildungen näher erläutert. Hierbei zeigt

Fig. 1 einen Teil-Längsschnitt durch eine Walze;

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II aus Fig. 1; und

Fig. 3 einen Teil-Längsschnitt durch eine besondere Ausführungsform eines Referenzstabes.

Wie aus den Fig. 1 und 2 hervorgeht, umfaßt die Walze 10 des hier gezeigten Durchlaufgrills einen Mantel 11, der an seinem einen Ende auf einer Antriebsstirnscheibe 13, an seinem anderen Ende auf einer Lagerstirnscheibe 20 be­ festigt ist. Die Antriebsstirnscheibe 13 weist einen Achs­ stummel 15 auf, an dessen Ende ein Antriebsritzel 14 be­ festigt ist, welches mit einem (nicht dargestellten) Motor­ ritzel kämmt. Der Achsstummel 15 ist in einem Lagerflansch 23 gelagert, wobei das Lager der Übersichtlichkeit halber nicht gezeigt ist. Dieses Lager ist nur zur Aufnahme von Radialkräften ausgebildet, während sich der Achsstummel 15 in Axialrichtung im Lager verschieben läßt.

Die Lagerstirnscheibe 20 umfaßt einen Lagerachsstummel 21, der in einem zweiten gehäusefesten Lagerflansch 24 gela­ gert ist. Hierbei umfaßt das Lager eine Lagerhülse 25 und eine Lagerscheibe 26, die zusammen einen axial und radial festen Sitz des Achsstummels 21 im Lagerflansch 24 sicher­ stellen. Gleichzeitig ist im Lager 25/26 ein Gehäuseblech 22 mitgefaßt.

Auf dem Abschnitt des Lagerachsstummels 21, der über ein Lagerflansch 24 vorsteht, ist ein Schleifring 27 ange­ bracht, der eine leitende Verbindung zum Lagerachsstummel 21 hat. Auf den Schleifring 27 ist eine (gehäusefeste) Bürste 28 aufgesetzt, die auf Masse liegt bzw. mit dem übrigen Gehäuse verbunden ist.

Auf das Ende des Lagerachsstummels 21 ist ein Isolierstück 29 aufgesetzt, das einen Schleifring 30 trägt. Auf den Schleifring 30 ist eine (gehäusefeste) Bürste 31 gesetzt, die (über einen Netzschalter) mit Strom versorgt werden kann. Auf dem Schleifring 30 sitzt ein Halter 32, der ei­ nen Schalter 33 trägt. Der Schalter 33 kann über ein von außen zu betätigendes Einstellelement 45 in seiner Lage zum Halter 32 verändert werden und zwar so, daß der Ab­ stand eines Schaltstiftes 34 des Schalters 33 in Richtung auf die Walze 10 hin- und herverschoben werden kann.

Durch die Achsstummel 15 und 21 sind die Enden einer Heiz­ wendel 35 geführt, die im Mantel 11 über stabförmige Di­ stanzelemente 12 fixiert ist. Der Hohlraum innerhalb des Mantels 11 ist etwa zur Hälfte mit einer Sandfüllung 41 versehen.

Am einen Ende der Heizwendel 35 sitzt ein Schleifring 16, der mit einem ersten Heizleiteranschluß 18 der Heizwendel 35 in elektrisch leitender Verbindung steht. Auf den Schleifring 16 ist eine (gehäusefeste) Bürste 17 aufge­ setzt, über welche die zweite Phase des Netzstromes zuge­ führt wird. Der zweite Heizleiteranschluß 19, der in den Innenraum des Halters 32 ragt, ist mit einer Klemme des Schalters 33 elektrisch leitend verbunden, dessen andere Klemme mit dem Schleifring 30 verbunden ist.

In der Antriebsstirnscheibe 13 ist ein Sackloch 40 vorge­ sehen, das mit einer durchgehenden Bohrung 37 im Lager­ achsstummel 21 fluchtet. In das Sackloch 40 und die Bohrung 37 ist ein Schutzrohr 36 eingesetzt.

Am Außenende des Lagerachsstummels 21 ist in die Bohrung 37 ein Führungsrohr 39 eingesetzt. Das Führungsrohr 39 en­ det mit geringem Abstand über dem Schaltstift 34 des Schalters 33.

In das Schutzrohr 36 ist ein Referenzstab 38 aus Keramik, vorzugsweise aus Quarz(-glas), also einem Material mit sehr niedrigem Längenausdehnungskoeffizienten eingesetzt.

Im folgenden wird der Betrieb der Anordnung beschrieben. Hierbei wird davon ausgegangen, daß die Länge des Refe­ renzstabes 38 im wesentlichen unabhängig von der Tempera­ tur ist (geringer Längenausdehnungskoeffizient).

Wenn der Walzenmantel 11 kalt ist, also seine geringste axiale Länge aufweist, so drückt der Referenzstab 38 den Schaltstift 34 ganz ein. In diesem Zustand ist der Schal­ ter 39 geschlossen, so daß Strom über die Bürsten 31 und 17 der Heizwendel 35 zugeführt wird. Mit zunehmender Er­ wärmung des Mantels 11 kann der Schaltstift 34 (der durch eine im Schalter 33 angeordnete Feder vorgespannt ist), den Referenzstab 38 immer weiter in Fig. 1 nach links be­ wegen. Sobald der durch den mechanischen Aufbau des Mikro­ schalters 33 definierte Schaltpunkt erreicht ist, wird die Stromzufuhr zur Heizwendel 35 abgeschaltet. Daraufhin kühlt der Mantel 11 wieder ab, so daß der Referenzstab 38 den Schaltstift 34 wieder in den Schalter 33 hinein­ drückt, bis der Einschaltpunkt des Schalters 33 erreicht ist. Zwischen Ein- und Ausschaltpunkt ist eine Wegdiffe­ renz vorgesehen, so daß die Anordnung als Zweipunkt-Regler arbeitet. Selbstverständlich kann anstelle eines Mikroschalters 33 auch ein propor­ tional arbeitender Stromregler vorgesehen sein. Die Schalt­ schwelle kann über das Stellorgan 45 von außen eingestellt werden, wobei lediglich der Abstand des Mikroschalters 33 zur Walze 10 verändert werden muß.

Da die Temperatur und damit die Länge des Mantels 11 nicht unmittelbar auf das Ein- und Ausschalten des Heizstromes reagiert, sondern eine zeitliche Verzögerung zwischen der Änderung des Heizstromes und der Änderung der Manteltem­ peratur vorliegt, wird die Schwankungsbreite der Mantel­ temperatur geringfügig vergrößert.

In Fig. 3 ist eine andere Ausführungsform eines Referenz­ stabes gezeigt. Dieser besteht aus einem äußeren Rohr 42, einem mittleren Rohr 43 und einem inneren (Voll-) Stab 44, die jeweils an ihren Enden miteinander fest verbunden sind, so daß die Elemente 42 bis 44 in Reihe geschaltet sind. Die Werkstoffe der Elemente 42 und 44 sind gleich und zwar mit einem niedrigen Längenausdehnungskoeffizien­ ten α gewählt. Der Werkstoff des mittleren Elementes 43 weist einen großen Längenausehnungskoeffizienten auf. Durch die in Fig. 3 gezeigte besondere Anordnung der Ele­ mente 42 bis 44 wird die Längenausdehnung des Elementes 43 von der Summe der Längenausdehnungen der Elemente 42 und 44 subtrahiert. Wenn alle Elemente 42 bis 44 gleich lang sind und das Material des Elementes 43 den doppel­ ten Längenausdehnungskoeffizienten aufweist wie die Ma­ terialien der Elemente 42 und 44, so ist die Summe der Längenänderung des Gesamtelementes gleich Null. Weist das Material 43 einen mehr als doppelt so großen Längenausdeh­ nungskoeffizienten auf, so verkürzt sich der Referenzstab 38 bei steigender Temperatur. Wird ein solcher Referenz­ stab 38 mit "negativem" Temperaturgang in die Anordnung nach Fig. 1 eingesetzt, so fließt auch die Temperatur der Heizwendel 35 in die Regelung mit ein. Wird ein Heizwendel 35 heiß, so verkürzt sich der Referenzstab 38, so daß der Schalter 33 genauso geöffnet wird wie dann, wenn die Tem­ peratur des Mantels 11 den eingestellten Wert überschreitet.

Bezugszeichenliste

10 Walze
11 Mantel
12 Distanzelement
13 Antriebsstirnscheibe
14 Antriebsritzel
15 Achsstummel
16 Schleifring
17 Bürste
18 Heizleiteranschluß
19 Heizleiteranschluß
20 Lagerstirnscheibe
21 Lagerachsstummel
22 Gehäuseblech
23, 24 Lagerflansch
25 Lagerhülse
26 Lagerscheibe
27 Masseschleifring
28 Massebürste
29 Isolierstück
30 Schleifring
31 Bürste
32 Halter
33 Schalter (Fühlerelement)
34 Schaltstift
35 Heizwendel
36 Schutzrohr
37 Bohrung
38 Referenzstab
39 Führungsrohr
40 Sackloch
41 Sandfüllung
42 Außenelement
43 Mittelelement
44 Innenelement
45 Einstellelement

Claims (7)

1. Durchlaufgrill mit mindestens einer, um eine Achse drehbar gelagerten Walze mit Walzenmantel und einer Heizanordnung, die über Temperaturfühlermittel derart steuerbar ist, daß der Walzenmantel auf vorgegebene Temperaturen einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet,
daß die Temperaturfühlermittel den Walzenmantel (11) und einen innerhalb des Mantels (11) angeordneten Referenzstab (38) umfassen, der mit seinem einen Ende mit einer ersten Stirnseite des Mantels (11) in Wirkverbindung steht und mit seinem anderen Ende frei beweglich ist, wobei der Walzen­ mantel (11) einen größeren Längenausdehnungskoeffizienten (α) aufweist als der Referenzstab (38),
und daß (wirkungsmäßig) zwischen der anderen Stirnseite des Mantels (11) und dem freien Ende des Referenzstabes ein Fühlerelement (33) vorgesehen ist, über das die Heizan­ ordnung (35) entsprechend dem Abstand zwischen dem freien Ende des Referenzstabs (38) und der zweiten Stirnseite des Mantels (11) steuerbar ist.

2. Durchlaufgrill nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fühlerelement einen Mikroschalter (33) umfaßt, dessen Gehäuse mit der zweiten Stirnseite des Mantels (11) gekoppelt ist und auf dessen Schaltstift (34) das freie Ende des Referenzstabs (38) zur Betätigung auf­ gesetzt ist (oder umgekehrt).

3. Durchlaufgrill nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Referenzstab (38) aus der zweiten Stirnseite des Mantels (11) hervorsteht und das Fühlerelement (33) außerhalb der Walze (10) angeordnet ist.

4. Durchlaufgrill nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Referenzstab (38) kraftschlüssig zwischen der ersten Stirnseite des Mantels (11) und dem Fühlerele­ ment (33) eingespannt ist.

5. Durchlaufgrill nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (11) an seinen Stirnseiten jeweils an Stirnscheiben (13, 20) befestigt ist, zwischen die ein Schutzrohr (36) zur Aufnahme des Referenzstabes (38) eingesetzt ist, und daß der Hohlraum zwischen Mantel (11) und Stirnscheiben (13, 20) vorzugsweise teilweise mit Sand oder dergleichen wärmeleitfähigem Schüttgut gefüllt ist, der die Wärme von einer Heizwendel (35) zum Mantel (11) überträgt.

6. Durchlaufgrill nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Referenzstab (38) aus Keramikmaterial, vorzugs­ weise aus Quarzglas besteht.

7. Durchlaufgrill nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Referenzstab (38) drei im wesentlichen gleich lange, zueinander parallel angeordnete und an ihren Enden unter Bildung einer Reihenschaltung verbundene Stäbe (42, 43, 44) umfaßt, von denen der mittlere Stab (43) einen größeren, vorzugsweise mindestens den doppel­ ten Längenausdehnungskoeffizienten (α) aufweist wie die beiden anderen Stäbe (42, 44).