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Gebiet der
Erfindung
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Diese Erfindung betrifft ein Produktbeförderungssystem
und insbesondere ein System zur Beförderung von Produktstützschalen
entlang eines nicht-linearen
Weges. Die Erfindung ist im Zusammenhang mit einer Nahrungsmittelverarbeitungsanlage
entwickelt worden, und die Erfindung wird nachfolgend in diesem
Zusammenhang beschrieben. Es sei jedoch angemerkt, dass die Erfindung
eine breitere Anwendung besitzt, beispielsweise auf die Beförderung
von industriellen Produkten durch eine Bearbeitungszone.
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Hintergrund der Erfindung
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Bei den relevantesten von allen bekannten Nahrungsmittelverarbeitungsanlagen
werden Teigportionen auf flache oder abgeteilte Produktstützschalen
geladen und in Serie durch eine Ofenkammer transportiert. Das U.S.-A-4,346,803
zeigt beispielsweise ein Produktbeförderungssystem, das Schalen
entlang eines nichtlinearen Weges trägt. Die Schalen werden normalerweise
auch durch zumindest eine weitere Kammer, beispielsweise eine Kühlkammer,
eine Gefrierkammer oder eine Schalenwaschkammer gefördert. Bei
der Bewegung durch die Ofenkammer (und in ähnlicher Weise durch andere
Kammern) werden die Schalen auf eine Art und Weise gefördert, so
dass sie eine Folge von horizontalen Vor- und Rückläufen entlang der Länge der Kammer
ausführen.
Die Schalen werden von einzelnen Trägern getragen, von denen sie
abgenommen werden können,
und jeder Träger
ist sich zwischen diesen erstreckend mit zwei voneinander beabstandeten
parallelen Förderketten
verbunden, die durch ein gemein sames Antriebssystem zur Bewegung durch
die Kammer angetrieben werden. Die jeweiligen Förderketten werden durch Kettenräder geführt, um
die Richtungsänderungen
zwischen den horizontalen Vor- und Rückläufen und auch an gegenüberliegenden
Enden der Kammer auszuführen
und damit die Förderketten
in vertikalen Richtungen zwischen den oberen und unteren Niveaus
der Kammer zu führen.
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Die Schalenträger erstrecken sich über im Wesentlichen
die gesamte Breite der Kammer, und sie sind an ihren Enden (neben
den Seitenwänden der
Kammer) schwenkbar mit den Förderketten
verbunden. Die schwenkbare Verbindung erlaubt, dass jeder Schalenträger eine
horizontale Anordnung beibehalten kann, wenn er um die Kettenräder herum gefördert wird
und wenn er in einer vertikalen Richtung (aufwärts oder abwärts) gefördert wird.
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Es sind an jeder Seite der Kammer
horizontale Schienen vorgesehen, die dazu verwendet werden, die
Schalenträger
in einer stabilen horizontalen Anordnung beizubehalten, wenn die
Träger
entlang der horizontalen Läufe
innerhalb der Kammer bewegt werden. Jedoch sieht die bekannte Nahrungsmittelverarbeitungsanlage
keine weitere Vorkehrung zur Beibehaltung der Schalen in einer horizontalen
Anordnung vor, die von der, bei der die Schalenträger von
den horizontalen Schienen gestützt
werden, verschieden ist.
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Ein erhebliches Problem, das sich
bei den bekannten Nahrungsmittelverarbeitungsanlagen herausgestellt
hat, besteht darin, dass mit einer exzentrischen bzw. außermittig
angeordneten Last oder Störung
von einer der Schalen bewirkt wird, dass die beeinträchtigten
Schalen und Schalenträger
zu schwingen bzw. pendeln beginnen, wenn sie um Kettenräder oder
in einer vertikalen Richtung befördert werden.
Dieses Problem wird mit großen
Schalen und/oder, wenn relativ große Teigportionen von den Schalen
getragen werden, noch verschlimmert.
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Wenn das Schwingen einer Schale ausreichend
ausgeprägt
wird, können
die zugehörigen Schalenträger, die
in einen horizontalen Lauf bewegt werden, momentan in einem solchen
Ausmaß gekippt
werden, so dass sie unterhalb der beabsichtigten horizontalen Trägerschienen
nicht mehr richtig geführt
werden. Wenn dies stattfindet, kann zwischen sich bewegenden Schalen
und fixierten Strukturen innerhalb der Kammer ein Zusammenstoß erfolgen, wie
es aus der Vergangenheit bereits bekannt ist.
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Es wurde ein Versuch gemacht, das
oben beschriebene Problem zu mindern, indem jedes Paar von Schalenträgern mit
einem relativ schweren, sich in Querrichtung erstreckenden Metallstab
verbunden wurde. Die Verwendung dieser Stäbe war in einem begrenzten
Ausmaß bei
der Minimierung eines Schwingens der Schalen nützlich, jedoch hat die Verwendung
der Stäbe
weitere Probleme zur Folge gehabt. Unter der Annahme, dass bei einer
typischen Anlage in der Größenordnung
von etwa 200 Schalen durch und aus der Ofenkammer (und anderen zugeordneten
Kammern) in der Anlage gefördert
werden können,
tragen die Stäbe
erheblich zu der thermischen Masse des Systems, zu den Antriebsleistungsanforderungen
und zu den Kühlanforderungen bei,
wenn die Schalen nach einer Bewegung durch die Ofenkammer durch
eine Kühlkammer
gefördert werden.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung versucht,
ein System vorzusehen, das bei einer besonderen Ausführungsform
eine stabile Förderung
von Produktstützschalen
durch eine Kammer unter Bedingungen erleichtert, wenn die Bewegungsrichtung
der Schalen geändert
werden muss, während
sie sich durch die Kammer bewegen.
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Breit definiert sieht die vorliegende
Erfindung ein Beförderungssystem
vor, das eine Förderkette, zumindest
einen Stützträger, der
mit der Förderkette zur
Bewegung mit der Förderkette
verbunden ist, Kettenräder,
die mit der Förderkette
ausgerichtet sind und zur Leitung der Förderkette durch Änderungen
in der Bewegungsrichtung der Förderkette
durch das System angeordnet sind, drehbare Führungsglieder, die seitlich
neben, aber außer
Ausrichtung auf jeweilige der Kettenräder positioniert sind, und
ein Mittel zum Antrieb jedes Führungsglieds
synchron mit einem danebenliegenden der Kettenräder umfasst. Der, oder wenn
mehr als einer vorhanden sind, jeder Stützträger besitzt einen ersten Zapfen,
der mit der Förderkette
verbunden ist, und einen zweiten Zapfen, der derart positioniert
und angeordnet ist, dass er mit dem Führungsglied in Eingriff tritt,
wenn ein Teil der Förderkette,
mit dem der erste Zapfen verbunden ist, um ein benachbartes der
Kettenräder
herumgeleitet wird.
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Wie zuvor beschrieben wurde, besitzt
die Erfindung Anwendung auf ein Produktbeförderungssystem eines Typs,
das in einer Kammer (beispielsweise einer Ofenkammer) enthalten
ist, und in diesem Zusammenhang kann die Erfindung genauer wie folgt
definiert werden:
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Ein Produktbeförderungssystem, das umfasst:
eine Kammer, ein Paar paralleler, beabstandeter Förderketten,
die sich in der Kammer befinden und zur Beförderung mehrerer, sich in Querrichtung erstreckender
Produktstützschalen
durch die Kammer erstrecken, ein Paar in Querrichtung beabstandeter
Träger,
die zum Tragen jeweiliger der Schalen angeordnet sind, Kettenräder, die
sich in der Kammer in Ausrichtung auf die jeweiligen Förderketten
befinden und zur Leitung der jeweiligen Förderketten durch Richtungsänderungen
(einschließlich
durch horizontale Vor- und Rückläufe) in
der Kammer angeordnet sind, drehbare Führungsglieder, die seitlich neben,
aber außer
Ausrichtung auf jeweilige der Kettenräder positioniert sind, und
ein Mittel zum Antrieb jedes Führungsglieds
synchron mit einem daneben liegenden der Kettenräder. Jeder Träger besitzt
einen ersten Zapfen, der mit einer zugehörigen der Förderketten verbunden ist, und
einen zweiten Zapfen, der zum Eingriff mit dem Führungsglied positioniert und angeordnet
ist, wenn ein Abschnitt der Förderkette, mit
der der erste Zapfen verbunden ist, um ein benachbartes der Kettenräder geleitet
wird.
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Bei dem oben definierten Beförderungssystem
ist eine Zweipunktabstützung
für jeden
der Träger
vorgesehen, wenn diese durch Richtungsänderungen gefördert werden.
Dies beseitigt das Schwingproblem, das mit Einzel-Schwenkträgern in Verbindung
steht. Auch erleichtert dies die Beibehaltung einer konstanten (gewöhnlich horizontalen)
Anordnung jedes Trägers,
wenn dieser durch Richtungsänderungen
gefördert
wird.
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Bevorzugte
Merkmale der Erfindung
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Es können verschiedene Anordnungen
zur Beibehaltung jedes der Träger
in einer horizontalen Anordnung verwendet werden, wenn diese in
einer horizontalen Richtung gefördert
wird. Jedoch ist es bevorzugt, dass sich in Horizontalrichtung erstreckende
Schienen zur Abstützung
horizontaler Läufe der
Förderkette
und gleichzeitig zum Stützen
des zweiten Zapfens jedes Trägers
vorgesehen sind.
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Bei der Ausführungsform der Erfindung, die Produktstützschalen
umfasst, sind die Schalen bevorzugt abnehmbar an Stützrahmen
befestigt, die ihrerseits abnehmbar an den Trägern befestigt sind.
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Die Erfindung wird aus der nun folgenden Beschreibung
einer bevorzugten Ausführungsform eines
Produktbeförderungssystems
besser verständlich,
das in einem Nahrungsmittelverarbeitungsofen vorgesehen ist. Die
Beschreibung nimmt Bezug auf die begleitenden Zeichnungen.
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Zeichnungskurzbeschreibung
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In den Zeichnungen zeigt:
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1 in
einer schematischen Art und Weise einen Seitenaufriss des Inneren
eines Nahrungsmittelverarbeitungsofens, der das Produktbeförderungssystem
umfasst;
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2 auch
auf eine schematische Weise eine teilweise Endansicht des Inneren
des Nahrungsmittelverarbeitungsofens, wobei die Ansicht in einer Richtung
einer Schnittebene 2-2, die in 1 gezeigt ist,
gezeigt ist;
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3 einen
Anteil eines Produktbeförderungssystems
in dem Nahrungsmittelverarbeitungsofen, wobei die Ansicht in der
Richtung einer Schnittebene 3-3, die in 1 gezeigt ist, gezeigt ist;
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4 denselben
Abschnitt des Nahrungsmittelverarbeitungssystems wie von 3, jedoch in der Richtung
der Schnittebene 4-4 in 3 gezeigt;
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5 eine
Draufsicht auf den Abschnitt des Produktbeförderungssystems, wie in 3 gezeigt ist, in der Richtung
von Pfeil 5, der in 3 gezeigt ist;
und
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6 einen
Seitenaufriss des Abschnitts des Produktbeförderungssystems, wie in 3 gezeigt ist, in der Richtung
von Pfeil 6, der in 5 gezeigt
ist.
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Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
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Wie in den 1 und 2 gezeigt
ist, ist das Beförderungssystem
in einer Ofenkammer 10 mit einer oberen Wand 11,
einer unteren Wand 12, Seitenwänden 13 und Endwänden 14 angeordnet.
Der Ofen ist in einer schematischen Weise veranschaulicht, größtenteils
um das Beförderungssystem
in einem möglichen
Zusammenhang darzustellen, und es sei zu verstehen, dass viele Merkmale
oder Einzelheiten von den Zeichnungen zur Vereinfachung derselben weggelassen
sind. Ebenfalls sei zu verstehen, dass der Ofen typischerweise derart
bemessen ist, dass er zu jeder Zeit in der Größenordnung von ca. 200 Produktstützschalen 15 in
der Kammer 10 aufnehmen kann, und dass die Stützschalen 15 normalerweise
in einer eng beabstandeten Beziehung positioniert sind.
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In der Ofenkammer 10 sind
zwischen jedem der horizontalen Vor- und Rückläufe 17 des Beförderungssystems
sich in Querrichtung erstreckende Heizelemente 16 angeordnet.
Die Heizelemente 16 können
elektrisch betriebene Elemente umfassen oder können in der Form von thermischen
Platten ausgebildet sein, durch die erhitztes Öl geführt wird.
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Das Transportsystem umfasst ein Paar
von parallelen Endlosförderketten 19,
die in der Querrichtung der Kammer 10 voneinander beabstandet
sind und sich jeweils benachbart der Seitenwände 13 der Kammer
befinden. Die Förderketten
sind dazu vorgesehen, die Produktstützschalen 15 in, durch
und aus der Ofenkammer 10 zu fördern. Auch verlaufen, obwohl
dies nicht gezeigt ist, in einem typischen Produktionssystem die
Förderketten 19 in
Reihe durch eine Teigbeladestation, durch die Ofenkammer 10, durch
eine Kühlkammer,
durch eine Produktentladestation, durch eine Schalenwaschstation
und zurück
zu der Beladestation. Typischerweise ist zumindest ein Antriebsmechanismus
mit variabler Geschwindigkeit (nicht gezeigt) in dem Weg der Förderkette 19 beispielsweise
zwischen Kammern und/oder in dem Rückführweg angeordnet, um die Förderketten
entsprechend anzutreiben.
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Kettenräder 20 sind neben
jeder der Seitenwände 13 der
Ofenkammer 10 angeordnet und dazu vorgesehen, die Förderketten 19 durch
Richtungsänderungen
in der Kammer zu lenken. Somit sind die Kettenräder 20 dazu vorgesehen,
die Förderketten 19 in
vertikal verlaufende (d. h. ansteigende und absteigende Wege) und
in die Vor- und Rückläufe 17 innerhalb
der Kammer zu lenken.
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Die Kettenräder 20 werden nicht
betrieben, um die Ketten 19 anzutreiben, sondern funktionieren vielmehr
ausschließlich
zur Führung
der Ketten durch ihre Richtungsänderungen.
Jedoch sind einige der Kettenräder 20 benachbart
einer Seitenwand 13 durch Wellen 21 mit Kettenrädern gekoppelt,
die benachbart der anderen Seitenwand 13 der Kammer angeordnet
sind, um eine synchronisierte Bewegung von beiden Förderketten 19 innerhalb
der -Kammer sicherzustellen.
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Die Kettenräder 20 sind an Antriebsachsen 22 befestigt.
Obwohl diese in den Zeichnungen nicht gezeigt sind, sind die Achsen 22 durch
Lagergehäuse
in den Seitenwänden 13 der
Kammer 10 gelagert.
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Die Förderketten 19 besitzen
Rollen 23, die durch Kettenbolzen 24 getragen
werden, die die Kettenglieder 25 miteinander verbinden.
Die Rollen sind derart dimensioniert, um mit den Kettenrädern 20 in Eingriff
zu kommen.
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Horizontale Schienen 26 sind
an den Seitenwänden 13 der
Kammer befestigt, um die Abschnitte der Förderketten 19 zu tragen,
die zu jeder Zeit horizontale Läufe
durch die Kammer 10 ausführen. Die Ketten 19 sind
auf den horizontalen Schienen 26 durch Rollen 23 gelagert.
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Ausschnitte 27 (siehe 4) sind in den horizontalen
Schienen 26 neben jedem der Kettenräder 20 vorgesehen,
um einen Durchgang der Ketten um die Kettenräder herum zuzulassen.
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Ein drehbares Führungsglied 28 in
der Form eines Zahnrades ist seitlich neben, aber außer Ausrichtung
auf jedes der Kettenräder 20 positioniert.
Somit werden die Führungsglieder 28 durch
Antriebsachsen 29 getragen, die parallel zu den Achsen 22 angeordnet
sind, jedoch länger
als die Achsen 22 sind. Mit dieser Anordnung, die am besten
in den 3 und 4 gezeigt ist, wird eine Überlagerung
zwischen den Förderketten 19 und
den Führungsgliedern 28 vermieden.
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Die Kettenräder 20 und die Führungsglieder 28 besitzen
dieselbe Größe und dieselbe
Zähnezahl, und
es sind nebengeordnete Kettenantriebe (nicht gezeigt) vorgesehen,
um jedes Führungsglied 28 synchron
mit seinem benachbarten Kettenrad 20 anzutreiben.
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Jede der Produktstützschalen 15 ist
abnehmbar an einem rechtwinkligen Rahmen 30 befestigt,
von dem ein Abschnitt in 5 gezeigt
ist. Ebenfalls ist jeder Stützrahmen 30 abnehmbar
an zwei voneinander beabstandeten Trägern 31 befestigt
und erstreckt sich quer zwischen diesen. Der Stützrahmen 30 und daher
die gesamte Produktstützschale 15 werden
normalerweise zwischen den beiden beabstandeten Trägern 31 durch
ein zurückziehbares Eingriffselement 32 gehalten,
das durch eine Feder 33 in eine Eingriffsstellung vorgespannt
ist.
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Jeder Träger 31 besitzt einen
ersten Zapfen 34, der von einem Vorsprungsabschnitt 35 des
Trägers
nach außen
vorragt. Der Zapfen 34 ist als eine gestufte Welle ausgebildet,
die an ihrem äußeren Ende
mit einer zugeordneten der Förderketten 19 durch
den Schwenkstift 24 verbunden ist. Eine Rolle 36 in
der Form eines Kugellagers ist an einem gestuften Abschnitt 37 des
Zapfens befestigt und derart positioniert, um auf der horizontalen
Schiene 26 zu laufen, wie in 3 gezeigt
ist.
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Ein zweiter Zapfen 38 ist
in beabstandeter Beziehung und parallel zu dem ersten Zapfen 34 angeordnet.
Der zweite Zapfen 38 ragt von einem Vorsprungsabschnitt 39 des
Trägers 31 nach
außen
vor und besitzt eine Länge,
die kürzer
als diejenige des ersten Zapfens 34 ist. Somit erstreckt
sich der zweite Zapfen nicht zu der Förderkette 19, sondern
besitzt vielmehr einen gestuften Endabschnitt 40, an dem eine
Rolle in der Form eines Kugellagers 41 eingepasst ist.
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Die Rolle 41 ist derart
positioniert, dass sie mit der Rolle 36 ausgerichtet ist
und auf der horizontalen Schiene 26 läuft. Als Folge davon werden
die Förderkette 19 und
der Träger 31 an
jeder Seite der Ofenkammer 10 horizontal während der
Zeitdauer gelagert, während
der die Produktschalen 15 entlang der Vor- und Rückläufe 17 innerhalb
der Kammer gefördert
werden.
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Die Distanz zwischen den ersten und
zweiten Zapfen 34 und 38 stimmt mit dem Zentrumsabstand
der Kettenräder 20 und
den Führungsgliedern 28 überein,
wie in 4 gezeigt ist,
und stimmt mit der Distanz zwischen einer ganzzahligen Anzahl von Kettenschwenkstiften 24 überein,
wie in 5 gezeigt ist.
Auch ist die Länge
des Zapfens 38 derart ausgebildet, dass die Rolle 41 mit
einem Führungsglied 28 in
Eingriff ist, wenn der Zapfen 34 mit einer Rolle 23 ausgerichtet
ist, die zu jeder Zeit mit einem benachbarten der Kettenräder 20 in
Eingriff ist ist. Dies ist am deutlichsten in 4 gezeigt.
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Mit der oben beschriebenen Anordnung
werden, wenn die Förderketten
durch Richtungsänderungen
angetrieben werden, d. h. von einer Vorwärtsrichtung und über 180° zu einer
Umkehrrichtung oder über
90° von
einer horizontalen Richtung zu einer vertikalen Richtung die Produktschalen 15 in
einer horizontalen Anordnung beibehalten. Dies bedeutet, dass durch
den Eingriff der beiden Zapfen 34 und 38 mit entsprechenden
Abschnitten der Kettenräder 20 und
Führungsglieder 28 und
durch synchrone Rotation der Kettenräder und der Führungsglieder
die beiden Zapfen 34 und 38 in einer konstanten
Positionsbeziehung zueinander gehalten werden.
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Um eine Bewegung der Produktstützschalen 15 in
einer vertikalen Richtung beispielsweise entlang des vertikal verlaufenden
Vorwärtsweges 43 zu vereinfachen,
wie in 1 gezeigt ist,
ist ein vertikal verlaufender Führungskanal 44 in
jeder Seitenwand der Ofenkammer 10 vorgesehen. Die Förderkette 19 an
jeder Seite der Ofenkammer verläuft
vertikal entlang des Führungskanals 44,
und somit ragt der erste Zapfen 34 (mit der Rolle 36)
in den Führungskanal vor.
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Ein weiterer (dritter) Zapfen 45 ragt
auswärts von
dem Träger 31 vor
und ist vertikal unterhalb des ersten Zapfens 34 positioniert.
Der dritte Zapfen
45 ist an einem Vorsprung 46 des
Trägers 31 befestigt und
trägt eine
Rolle 47 in der Form eines Kugellagers.
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Bei einer vertikalen Bewegung entlang
des Führungskanals 44 treten
die beiden Rollen 36 und 47 mit Seitenwänden des
Führungskanals
in Eingriff und wirken dahingehend, dass die Stützschalen 15 in einer
horizontalen Anordnung gehalten werden.
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Ein vierter Zapfen 48 ragt
ebenfalls auswärts von
dem Träger 31 aber
an einer Position vor, die seitlich unterhalb des zweiten Zapfens 38 angeordnet
ist. Der vierte Zapfen 48 verläuft auswärts von einem Vorsprung 49 und
trägt eine
Rolle 50 in der Form eines Kugellagers. Der vierte Zapfen 48 und
seine Rolle 50 sind dazu vorgesehen, mit Rampenflächen (nicht
gezeigt) in Eingriff zu gelangen, die benachbart der Seitenwände der
Ofenkammer vorgesehen sind, um die Rolle 41 (die an dem
zweiten Zapfen 38 befestigt ist) in eingerückten Eingriff
mit einem relevanten der Führungsglieder 28 anzuheben,
wenn eine Stützschale
aus einem vertikalen Weg in einen horizontalen Weg gelenkt wird.
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Es können Änderungen und Abwandlungen bezüglich der
Erfindung, die oben beschrieben und in den folgenden Ansprüchen definiert
ist, durchgeführt werden,
wobei zu berücksichtigen
ist, dass das zentrale Merkmal der Erfindung die Bereitstellung
von benachbarten Kettenrädern
und Führungsgliedern ist,
um die Produktstützschalen 15 in
horizontalen Anordnungen beizubehalten, wenn sie durch Richtungsänderungen
geführt
werden.