DE4122918A1

DE4122918A1 - Vorrichtung zum quetschen und/oder mahlen von koernern

Info

Publication number: DE4122918A1
Application number: DE19914122918
Authority: DE
Inventors: Horst Chlosta; Juergen Straub
Original assignee: Individual
Current assignee: Komo 64853 Otzberg De GmbH
Priority date: 1991-07-11
Filing date: 1991-07-11
Publication date: 1993-01-14
Anticipated expiration: 2011-07-12
Also published as: DE4122918B4

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, insbesondere ein Handgerät, zum Quetschen und/oder Mahlen von Körnern nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Stand der Technik

Aus der DE 90 02 198 U1 ist ein Haushaltsgerät bekannt geworden, welches sowohl zum Zermahlen als auch zur Verpressung von körnigem Gut, wie Getreide oder dgl. dient. In dieser Druckschrift ist ausgeführt, daß es unterschiedlicher Walzen bedarf, um derartiges Material entweder zu zermahlen, d. h. mehlartiges Gut zu erhalten, oder zu verpressen, um sogenannte Getreideflocken oder dgl. zu erhalten. Beim Mahlen wird das Gut demnach zerrieben, beim Verpressen wird das Gut lediglich zerquetscht.

Weitere Geräte zum Quetschen von Körnern sind aus der DE 88 10 219 U1 oder auch der DE 90 07 051 U1 bekannt geworden. Diese Geräte weisen im allgemeinen zwei achsparallel zueinander angeordnete zylindrische Walzen auf, von denen mindestens eine drehbar durch eine Handkurbel angetrieben ist. Die zweite gegenläufige Walze wird im allgemeinen durch einen Zahnradantrieb angetrieben. Oberhalb der Walze befindet sich ein Einfülltrichter, der das zu behandelnde Gut zwischen die Walzen gelangen läßt. Der zwischen den Walzen eingestellte Spalt bestimmt das Maß der Quetschung oder Verpressung.

Die bekannten Walzen haben stets eine zylindrische Ausbildung, d. h. der Quetschspalt liegt parallel zu den Längsachsen der Walzen. Je nach Durchmesser der Walzen ergibt sich hieraus ein relativ stumpfer Winkel unter welchem das Korn gequetscht wird. Dieser Winkel ist schematisch in Fig. 4 mit Winkel γ angegeben. Ein solcher stumpfer Winkel erfordert einen höheren, zum Teil ruckartigen Kraftaufwand an der Handkurbel. Darüber hinaus erfordert die Verwendung zylindrischer Walzen auch eine gleichmäßige, technisch aufwendige Verstellmöglichkeit des Achsabstandes der Walzen zueinander, um auch die Dicke des Quetschgutes gleichbleibend über die ganze Länge der Walzen zu verändern.

Die bekannten Einrichtungen haben darüber hinaus den Nachteil, daß die Anordnung von Zylinderwalzen einen relativ großen Platzbedarf einnehmen. Weiterhin muß die Beaufschlagung möglichst gleichmäßig über die gesamte Länge der Walzen erfolgen, was die besondere Ausbildung der trichterförmigen Zuführung erfordert.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß zur Betätigung der Einrichtung ein wesentlich geringerer Kraftaufwand erforderlich ist, wobei ein gleichmäßiges, nicht ruckartiges Betreiben der Vorrichtung ermöglicht wird. Durch die erfindungsgemäße Verwendung von nebeneinander liegenden, im Querschnitt trapezförmigen, bzw. kegelförmigen Walzen als Quetschwerke wird das zu behandelnde Korn zwischen den Kegelmantelflächen verpreßt. Hiermit ist gegenüber den bekannten zylindrischen Walzen ein spitzerer Anstell- oder Tangentenwinkel vorhanden, unter welchem das Korn gequetscht wird. Die Tangenten an sich berührende Kegelmantelflächen bilden einen spitzeren Winkel, als bei vergleichbaren zylindrischen Walzen mit vergleichbarem Nenndurchmesser.

Die Verwendung von kegelförmigen Walzen hat darüber hinaus den Vorteil, daß diese äußerst kompakt zueinander angeordnet werden können und die Verstellung des Spaltes zwischen den Kegelmantelflächen außerordentlich einfach durch axiale Verschiebung erfolgen kann. Der Quetschvorgang des Getreides zwischen Kegelmantelflächen bewirkt demnach einen wesentlich kontinuierlichen Quetschprozeß, als dies bei zylindrischen Walzen mit dem gleichen Außendurchmesser wie der Durchmesser der Kegelwalzen der Fall ist. Nicht zuletzt auch durch die einfache Verstellung des Spaltes zwischen den Kegelmantelflächen durch bloße axiale Verschiebung einer der Kegelachsen ist eine äußerst einfache Handhabung gewährleistet. Die Drehzahl der Kegelwalzen kann insbesondere zur Herstellung eines mahlenden Geräts variiert werden, d. h. die Vorrichtung kann dann sowohl als Quetschwerk als auch als Mahlwerk eingesetzt werden.

In den Unteransprüchen sind Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Vorrichtung möglich. Diese zielen insbesondere auf eine einfache Ausführung und eine verbesserte Handhabung der Vorrichtung ab.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Seitenansicht eines handbetätigten Gerätes,

Fig. 2 die Vorderansicht oder Stirnansicht des Gerätes nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Draufsicht jedoch ohne Trichter und dessen Befestigungsteile,

Fig. 4 den Angriffswinkel auf ein Korn bei Walzen nach dem Stand der Technik Fig. 5 das Quetschwerk nach Fig. 1 bis 3 in Alleinstellung,

Fig. 6 eine schematische Darstellung der Kegelräder mit aufgesetztem Trichter,

Fig. 7 ein Einfülltrichter mit unterem zylinderischen Ansatz und

Fig. 8 die Anpassung des unteren, zylindrischen Ansatzes des Trichters nach Fig. 6 oder 7.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Im nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Vorrichtung als Quetschwerk ausgebildet. Bei der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Vorrichtung handelt es sich um ein handzubetätigendes Gerät 1, bestehend aus einem Ständer 2 mit Grundplatte 3 zur Befestigung an einem Tisch oder dgl. Der Ständer 2 ist in Seitenansicht bogenförmig ausgebildet, und trägt an seiner oberen, seitlichen Stirnseite 4 das erfindungsgemäße auswechselbare Quetschwerk 5. Das Quetschwerk 5 besteht aus zwei äußeren, parallel zueinanderliegenden Lagerplatten 6, 7, wobei die der Stirnseite 4 zugewandte Lagerplatte 7 mit dieser über eine Befestigungsschraube 8 lösbar verbunden ist. Diese Fixierung kann auch über eine Schnellspannvorrichtung erfolgen. Zur Betätigung des Quetschwerkes 5 ist eine abnehmbare Handkurbel 9 vorgesehen, dessen obere Antriebswelle 10 den oberen Ständerbereich 2 bis zum Quetschwerk 5 durchsetzt (s. Fig. 3).

Wie aus Fig. 1 in Seitenansicht bzw. Fig. 3 in Draufsicht ersichtlich, besteht das Quetschwerk 5 aus den beiden seitlichen Lagerplatten 6, 7, die über zwei Ankerschrauben 11, 12 in stets gleichbleibendem Abstand a miteinander verbunden sind. Die Lagerplatten 6, 7 bilden vier Lager 13, 14 bzw. 15, 16 für die Wellen oder Achsen 17, 18 zweier kegelförmiger Walzen 19, 20. Die Mittelachsen 21, 22 der Wellen 17, 18 liegen parallel zueinander, so daß sich die Kegelmantelflächen 23, 24 der Kegelwalzen 19, 20 unter dem Kegelmantelwinkel α₁, α₂ unter Bildung eines Spaltes 25 der Stärke s gegenüberliegen. Der gesamte Kegelwinkel β₁, β₂ jeder Kegelwalze 19, 20 ist gleich 2·α₁ bzw. 2·α₂ beträgt ca. β₁ = β₂ = 110 bis 120°.

Wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich, wird dem Quetschwerk 5 ein Trichter 26 aufgesetzt, der an seinem unteren Ende einen Einlaufzylinder 27 aufweist, der auf die Kegelwalzen 19, 20 aufgesetzt ist. Der Trichterwinkel δ des Trichters 26 beträgt δ ≈ 90°. Der Durchmesser d₁ des Zylindereinlaufs 27 ist derart bemessen, daß er die Länge l₁ der beiden, sich gegenüberliegenden Kegelmantelflächen 23, 24 am Quetschspalt 25 überdeckt, d. h. l₁ ≈ d₁.

In Fig. 3 ist der Einlaufzylinder 27 strichpunktiert angedeutet.

In den Fig. 6 bis 8 sind Einzeldarstellungen der Anordnung des Trichters 26 mit Einlaufzylinder 27 nochmals dargestellt. Dabei zeigt Fig. 8 eine Ansicht des Einlaufzylinders 27 aus Richtung des Pfeiles 28 in Fig. 7. In Fig. 8 ist insbesondere die spezielle Trichterauslaufkontur 29 gezeigt, die erforderlich ist, um den Trichterauslauf 27 über die Kegelmantelflächen 23, 24 zu stülpen. Die erforderliche Höhe h₁ des Einlaufzylinders ist derart bemessen, daß die erforderliche Kontur der zu überdeckenden Kegelwalzen untergebracht werden kann (Fig. 8). Durch den Trichter 26 muß der gesamte wirksame Quetschspalt 25 der Kegelmantelflächen 23, 24 abgedeckt sein.

In der Fig. 3 ist die Draufsicht auf das Handgerät 1, jedoch ohne aufgesetzten Trichter 26 insgesamt gezeigt. Das eigentliche Quetschwerk 5 läßt sich als Schnellwechseleinheit durch Lösen der in Fig. 3 dargestellten Schrauben bzw. Rändelschrauben 8, 31 vom Ständer 2 abnehmen, wobei die Schraube 8 mit dem in Fig. 5, sowie Fig. 1 und 3 dargestellten Verbindungsbolzen 30 verbunden wird. Die Handkurbel 9 wird dabei von der Antriebswelle 10 mittels eines Steckbolzens bzw. der Rändelschraube 31, die in eine Bohrung 32 eingreift, getrennt. Das so vom Ständer 2 entfernte Quetschwerk 5 ist in Fig. 5 in Alleinstellung wiedergegeben. Erganzend zur bisherigen Beschreibung nach Fig. 1 bis 3 wird das Quetschwerk 5 wie folgt näher erläutert.

Die im Quetschwerk 5 zwischen den Lagerplatten 6, 7 angeordneten Kegelwalzen 19, 20 weisen einen Durchmesser D₁ auf. Nach einem zylindrischen Abschnitt 33 mit der Höhe h₂ folgt der kegelförmige Abschnitt 34, dessen Höhe h₃ als Kegelstumpf ausgebildet ist (Gesamthöhe h₄), der auf der jeweiligen Antriebswelle 17, 18 beispielsweise durch eine Schweißverbindung 35 aufgebracht ist.

Die Wellen oder Achsen 17, 18 für die Kegelwalzen 19, 20 sind in den bereits beschriebenen Lagern 13 bis 16 in den Lagerplatten 6, 7 gelagert. Dabei ist insbesondere das Lager 14 als Axial- und Radiallager, insbesondere als Teflonlager ausgebildet, um die mit Pfeil 36 angedeuteten axialen Kräfte auf die Kegelwalze 19 aufnehmen zu können. Das Lager 15 ist darüber hinaus als Verstell-Lager zur axialen Verschiebung der Kegelwalze 20 ausgebildet, um den Spalt s zwischen den Kegelmantelflächen 23, 24 zu variieren. Hierfür ist eine axial verstellbare Stellschraube 36 mit Kontermutter 37 vorgesehen, die auf die Stirnseite 38 der Achse 18 zur Durchführung einer axialen Verschiebung (Pfeil 39) einwirkt. Zur Verringerung der Reibungsverluste der sich drehenden Achse 18 ist eine Stahlkugel 40 als Punktauflage vorgesehen. Damit läßt sich die Kegelwalze 20 gegen die Kegelwalze 19 verstellen, um insbesondere die Spaltweite s des Quetschspaltes 25 zu beeinflußen. Die Lager 13, 16 sind demgegenüber als normale radiale Lager, insbesondere als Teflonlager ausgebildet.

Für den Antrieb des Quetschwerkes 5 über die Antriebswelle 10 ist ein Getriebe 41 vorgesehen, welches aus einem ersten Zahnrad 42 auf der Antriebsachse 18 und einem zweiten Zahnrad 43 auf der angetriebenen Achse 17 besteht. Durch Drehung der Kurbel 9 im Uhrzeigersinn (Pfeil 44) dreht sich auch das Zahnrad 42 und damit die Kegelwalze 20 im Uhrzeigersinn. Diese Bewegung wird über das Zahnrad 42 auf das Zahnrad 43 übertragen, welches sich gegen den Uhrzeigersinn (Pfeil 45) dreht wodurch die Kegelwalze 19 entsprechend mitgedreht wird. Damit laufen die beiden Kegelwalzen 19, 20 in gegensinnigem Uhrzeigersinn mit gleicher Drehzahl, um das zu behandelnde Getreide in den Quetschspalt 25 einzuziehen. Die Kegelwalzen 19, 20 können auch eventuell unterschiedliche Drehzahlen aufweisen, um einen mahlenden Effekt zu erzielen.

Anstelle eines Zahnradantriebes kann selbstverständlich auch ein sonstiger Antrieb, wie ein Riemengetriebe oder ein Reibradantrieb oder dgl. vorhanden sein.

Die Kegelmantelflächen 23, 24 der beiden Kegelwalzen 19, 20 weisen eine in Fig. 1 für die Kegelwalze 20 angedeutete Riffelung 46 an ihrer Oberfläche auf. Diese Riffelung ist derart geformt, daß die eingebrachten Körner nicht an der Oberfläche der Kegelwalzen durchrutschen, sondern in das Quetschwerk eingezogen werden. Dabei wird die Riffelung insbesondere im mittleren Bereich der Kegelmantelflächen 23, 24 angeordnet, da in diesem Bereich die Umfangsgeschwindigkeiten der jeweiligen, sich gegenüberliegenden Kegelmantelflächenbereiche gleich oder ähnlich groß sind. Dies gilt nicht für die jeweils radial außenliegenden Kegelmantelflächenbereiche, deren Umfangsgeschwindigkeit im Quetschspalt 25 größer ist, als die Umfangsgeschwindigkeit des unmittelbar angrenzenden, radial innenliegenden Kegelmantelflächenbereiches der zugehörigen anderen Kegelwalze. So weist der in Fig. 5 in Punkt 47 angeordnete Quetschspaltbereich eine niedrigere Umfangsgeschwindigkeit der Kegelwalze 19 und eine hohe Umfangsgeschwindigkeit der Kegelwalze 20 aufgrund der unterschiedlichen radialen Anordnung auf. Umgekehrt weist der Punkt 48 eine hohe Umfangsgeschwindigkeit auf der Kegelwalze 19 und eine niedrigere Umfangsgeschwindigkeit auf der Kegelwalze 20 auf. Hierdurch kommt es zu Relativverschiebungen am Korn, was einen mahlenden, anstelle eines quetschenden Effektes mit sich bringt. Insofern wird die Riffelung 46 vorzugsweise (s. Fig. 1) im mittleren Bereich der Kegelmantelflächen 23, 24 angebracht, in welchem sich gleiche oder nahezu ähnliche Umfangsgeschwindigkeiten an den Kegelwalzen einstellen. Die Mantelfläche einer Walze kann aber auch komplett geriffelt sein, da die Mantelfläche der anderen Walze im äußeren und inneren Bereich glatt ist und somit kein mahlender Effekt auftritt.

Die Kegelwalzen 19, 20 sind im allgemeinen aus Stahl hergestellt. Sie können jedoch auch aus Stein oder Keramik gefertigt sein. Insbesondere bei der Ausbildung dieser Walzen aus einer Steinmasse, kann diese unterschiedlich harte Steinkörper aufweisen, die z. B. in Magnesit oder Kunstharz eingebettet sind.

Weiterhin können beispielsweise die Mittelachsen 21, 22 der Achsen 17, 18 nicht parallel, sondern in einem Winkel zueinander angeordnet sein, was zu einer Anpassung der entsprechenden Kegelmantelflächen führt. Gleichermaßen können auch die Durchmesser D₁ der Kegelwalzen 19, 20 unterschiedlich groß ausgebildet sein.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Sie umfaßt auch vielmehr alle fachmännischen Abwandlungen und Weiterbildungen im Rahmen des erfindungsgemäßen Gedankens. Insbesondere kann die Vorrichtung durch Variation der Drehzahlen der Kegelräder als Quetsch- oder Mahlwerk ausgebildet sein.

Claims

1. Vorrichtung, insbesondere Handgerät, zum Quetschen und/oder Mahlen von Körnern, wie z. B. Getreideflocken, mit walzenförmigen Quetsch- oder Mahlwerken, die zwischen ihren Oberflächen einen Spalt für die Getreidekörner bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die walzenförmigen Walzen (19, 20) als kegelförmige Walzen ausgebildet sind, deren gegenüberliegende Kegelmantelflächen (23, 24) den Quetsch- bzw. Mahlspalt (25) für die Getreidekörner bilden, wobei die im Querschnitt trapezförmigen Kegelwalzen (19, 20) nebeneinander angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kegelwalzen (19, 20) zur Veränderung des Quetschspaltes (25) axial gegeneinander verschiebbar sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kegelwalzen (19, 20) mittels Achsen bzw. Wellen (17, 18) gelagert sind, die in sich gegenüberliegenden Lagerplatten (6, 7) gelagert sind, wobei wenigstens eine Welle (18) als Antriebswelle dient, die die andere Welle (17) über ein Getriebe (41) antreibt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Kegelwalzen (19, 20) insbesondere in ihrem mittleren Kegelmantelbereich eine Riffelung (46) aufweisen, oder daß eine Walze ganz geriffelt und die andere Walze glatt ist.

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kegelwalzen (19, 20) aus Metall, insbesondere Stahl, Stein, Keramik oder dgl. oder einem Verbund aus diesen ausgebildet sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die aus Steinmasse bestehende Kegelwalze (19, 20) unterschiedlich harte Steinkörper aufweist, die vorzugsweise in Magnesit oder Kunstharz eingebettet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen bzw. Wellen (17, 18) der Kegelwalzen (19, 20) parallel oder in einem Winkel zueinander verlaufen.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhr der Getreidekörner über einen, über den Kegelwalzen (19, 20) angeordneten Einlauftrichter (26) erfolgt, der in seinem unteren Bereich einen Einlaufzylinder (27) aufweist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaufzylinder (27) in seinem Durchmesser (d₁) sowie seiner Kontur (29) derart bemessen ist, daß er die Länge (l₁) der den Quetschspalt (25) bildenden Kegelmantelflächen (23, 24) überdeckt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (18) mit Kegelwalze (20) über eine Stellschraube (36) mit Gegenmutter (37) axial innerhalb des Quetschwerks (5) gegen die Achse (17) mit Kegelwalze (19) verschiebbar ist (Pfeil 39), wobei vorzugsweise eine Stahlkugel (40) als Punktlager dient.

11. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das der Verstelleinrichtung (36, 37) gegenüberliegende Lager (14) für die angetriebene Kegelwalze (19) als Axial- und Radiallager (14) ausgebildet ist.

12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Quetschwerk (5) als auswechselbare Einheit mit dem Ständer (2) verbunden ist.

13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kegelwalzen (19, 20) über ein Getriebe (41) derart antreibbar sind, daß die Kegelwalzen gleiche oder unterschiedliche Drehzahlen aufweisen.