DE69516640T2

DE69516640T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Getreideaggregaten auf industrieller Basis

Info

Publication number: DE69516640T2
Application number: DE69516640T
Authority: DE
Inventors: Daniele Capetta; Antonio Chierici; Enrico Schiaretti
Original assignee: Barilla Alimentare SpA
Current assignee: Barilla Alimentare SpA
Priority date: 1994-12-05
Filing date: 1995-10-07
Publication date: 2000-12-28
Anticipated expiration: 2015-10-08
Also published as: PT715814E; US6132199A; ES2148427T3; ZA958614B; PE1396A1; JPH08214808A; PL180398B1; PL311540A1; ITMI942459A0; ITMI942459A1; SI0715814T1; AU3423295A; GR3034050T3; EP0715814A1; EP0715814B1; IT1271723B; BR9505668A; DK0715814T3; CA2160515A1; AU688963B2

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Getreide- Riegeln auf industrieller Basis.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Getreide-Riegeln auf industrieller Basis.
In der nachfolgenden Beschreibung und den beiliegenden Ansprüchen ist unter Getreide-Riegeln ein mehlfreies Produkt zu verstehen, das aus einer Mischung aus Getreide-Flocken und/oder geblähtem, extrudiertem Getreide und möglicherweise eines zum Beispiel zuckerartigen Bindemittels, insbesondere Honig, besteht, die in die Form von Keksen, Riegeln und dergleichen gepresst wird.
Bekanntermaßen werden von Getreide-Riegeln normalerweise zweckmäßige organoleptische Eigenschaften verlangt, wie Mürbe, Knusprigkeit, die Fähigkeit zur Flüssigkeitsaufnahme, eine angenehme Form und die Fähigkeit, sich leicht von Hand bearbeiten oder handhaben zu lassen, d. h. dass sie in der Lage sein müssen, allen nach ihrem Formen vorgesehenen mechanischen Arbeitsgängen, zum Beispiel dem Verpacken, standzuhalten, ohne zu zerbröckeln und ohne dass der Einsatz spezieller und komplexer Maschinen oder Vorrichtungen für diese Arbeitsgänge erforderlich ist.
Im wesentlichen werden bei der Herstellung von Produkten der vorstehend beschriebenen Art (Getreide-Riegel) auf industrieller Basis die ausgewählten Getreide in Wasser gekocht, und zwar im allgemeinen so lange, bis die in ihnen enthaltene Stärke vollständig geliert ist, und dann in Stücke oder Pellets zerteilt, die anschließend einem mechani schen Flockvorgang ausgesetzt werden, wodurch die bekannten sogenannten Getreide-Flocken erhalten werden.
Vorbestimmte Mengen der Getreide-Flocken werden dann in geeignete Hohlformen einer vorgegebenen Form und Größe abgemessen und darin so gepresst, dass man feuchte Getreide- Riegel erhält, die schließlich zu den gewünschten Keksen getrocknet werden. Zum Pressen der Getreide-Flocken dienen normalerweise mit den Hohlformen zusammenwirkende mechanisch oder hydraulisch betätigte Druckelemente.
Der Pressdruck wird entsprechend der Fülldichte und der Konsistenz gewählt, die das Fertigprodukt (der Riegel) erhalten soll.
Wenn das Produkt besonders leicht werden soll, d. h. wenn viele Lufttaschen in hoher Dichte zwischen den den Riegel bildenden Getreide-Flocken vorhanden sein sollen, muss der Druck ziemlich schwach sein; dagegen muss er recht hoch sein (zum Beispiel um das Ausgangsvolumen der in die entsprechenden Formen eingebrachten Flocken um die Hälfte zu verringern), wenn das herzustellende Produkt so weit wie möglich frei von zwischen den Getreide-Flocken vorhandener Luft sein soll (Riegel mit "hoher" Fülldichte).
Um im ersteren Fall möglichst zu gewährleisten, dass der Riegel ab dem Augenblick, in dem er aus der Form entnommen wird, gehandhabt werden kann, d. h. um seiner Neigung zum Krümeln und Auseinanderfallen entgegenzuwirken, müssen die Getreide-Flocken einen Feuchtigkeitsgehalt von 23 bis 30% aufweisen und mit einem aus Zuckern und Fetten (tierischer oder pflanzlicher Herkunft) bestehenden Binde-"System" in solchen Mengen vermischt sein, dass Fette mindestens 18 bis 25% des Endprodukts ausmachen.
Im letztgenannten Fall müssen die Flocken einen Feuchtigkeitsgehalt von 6 bis 10% und eine verringerte Bindemit telmenge enthalten, um zu verhindern, dass das Endprodukt übermäßig hart wird.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Herstellen von Getreide- Riegeln der oben an zweiter Stelle genannten Art auf industrieller Basis.
Wie bereits erwähnt wurde, werden bei der Herstellung von Getreide-Riegeln relativ "hoher Dichte" gemäß dem Stand der Technik Pressmaschinen eingesetzt, die im wesentlichen eine in fester vertikaler Position gehaltene schalen- oder becherförmige Hohlform und einen in der Form beweglichen und den Boden der Form bildenden Stempel aufweisen, der mit einem mechanisch betätigten Druckelement zusammenwirkt.
Zur Festlegung der erforderlichen Menge der zu verdichtenden Getreide-Flocken kann der Stempel (oder der bewegliche Boden) in unterschiedlicher Weise in der Hohlform positioniert werden; außerdem kann er nach Abschluss des Verdichtungsvorgangs dazu dienen, die hergestellten Getreide- Riegel aus der Form auszustoßen.
Ein erster bekannter Nachteil von Pressmaschinen des vorstehend beschriebenen Typs besteht darin, dass sie für die Produktion auf industrieller Basis völlig ungeeignet sind, weil sie in jedem Fall intermittierend arbeiten und auch weil die Anzahl von "Hüben" pro Minute, die das aus Stempel und Kolben bestehende Paar ausführen kann, ohne die Funktion der Maschine zu gefährden, mechanisch begrenzt ist. Denn man muss berücksichtigen, dass sich die im Pressstadium ergebenden erhöhten Belastungen in der Hohlform von den beweglichen Böden und den diesen zugeordneten Hebelsystemen und Mechanismen aufgenommen werden müssen.
Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass diese Pressmaschinen immer den manuellen Eingriff mehrerer Bedienungs personen und/oder spezielle und komplizierte Vorrichtungen zum geordneten Aufbringen der soeben aus den Formen ausgestoßenen feuchten Getreide-Riegel auf die Förderbänder der großen, in der Lebensmittelindustrie normalerweise verwendeten Tunnel-Trockenöfen erfordern.
Ein weiterer Nachteil hängt mit dem sogenannten "elastischen Gedächtnis" zusammen, über das die zu pressende Menge oder Masse der Getreide-Flocken normalerweise verfügt, d. h. die Tendenz der Masse, ihr ursprüngliches Volumen wieder anzunehmen, wenn der darauf einwirkende Verdichtungsdruck weggenommen wird. Dieses "elastische Gedächtnis", das im wesentlichen auf die innere Nachgiebigkeit der Getreide- Flocken und auf das Vorhandensein von Lufttaschen zwischen den Flocken in größerer oder geringerer Dichte zurückzuführen ist, führt zu der bereits erwähnten Neigung zum Bröckeln der soeben hergestellten Getreide-Riegel.
Diese Neigung besteht bei den meisten mit Hilfe der bekannten Verfahren und Pressmaschinen hergestellten Getreide- Riegel, und zwar selbst dann, wenn der Pressdruck hoch ist und/oder über längere Zeiträume einwirkt. Hohe Pressdrücke führen zu aus organoleptischer Sicht nicht optimalen Produkten, während längere Presszeiten sich nachteilig auf die sowieso ziemlich geringe Produktivität der Maschinen auswirken.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Verfahren für die industrielle Herstellung von Getreide-Riegeln mit hoher Fülldichte anzugeben, dessen funktionelle Eigenschaften gleichzeitig alle vorstehend unter Bezugnahme auf den Stand der Technik erwähnten Probleme überwinden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen von Getreide-Riegeln durch Pressen von Getreide-Flocken in geeignete formgebende Hohlformen mit folgenden Schritten:
- Einfüllen einer abgemessenen Menge von Getreide-Flocken in eine entsprechende formgebende Hohlform,
- Ausüben von aufeinanderfolgenden Druck-Stößen auf die abgemessene Menge von Getreide-Flocken, zwischen denen entsprechende Perioden liegen, in denen der Druck zurückgenommen ist, wobei ein Getreide-Riegel gebildet wird,
- Auswerfen des so erzeugten Getreide-Riegels aus der formgebenden Hohlform und Trocknen.
Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Vorrichtung zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens zum Herstellen von Getreide-Riegeln.
Diese Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie folgende Elemente umfasst:
- eine Dreh-Trommel, welche in Schritten (p&sub1;) verfahren wird und eine zylindrische Wandung mit horizontaler Achse hat,
- eine Mehrzahl von Zellen, welche in dem Mantel der zylindrischen Wandung ausgebildet sind, in der die Zellen in mehreren Reihen parallel zur Mantellinie der Wandung im Abstand des Schrittes (p&sub1;) voneinander auf ihrer Umfangsfläche angeordnet sind, wobei die Zellen auf einer Seite zur Oberfläche der Wandung hin offen sind und auf der anderen Seite mit flachen Böden abgeschlossen sind,
- einer Mehrzahl von Stempeln, die beweglich in jeder Zelle geführt sind, für die sie im wesentlichen einen beweglichen Boden darstellen,
- Mittel zum gleichzeitigen Bewegen aller Stempel einer Reihe von Zellen zwischen Einzugs-Stellungen, in denen de ren flacher Boden berührt wird, und Stellungen außerhalb der zylindrischen Wandung,
- eine Arbeitsstation, die oberhalb der Trommel angeordnet ist, um in die Zellen Getreide-Flocken zuzuführen und zuzumessen,
- eine Arbeitsstation zum Verdichten der Getreide-Flocken in den Zellen, die sich neben der Trommel befindet und eine Mehrzahl von Elementen zum Ausüben von Druck hat, die zum Ausführen einer Bewegung in radialer Richtung relativ zur zylindrischen Wandung gelagert sind und in einer Mehrzahl von Zeilen angeordnet sind, die parallel zu den Mantellinien der Wandung verlaufen und entlang deren Umfang um den Schritt (p&sub1;) oder ein Vielfaches desselben voneinander beabstandet sind, wobei vorgesehen ist, dass die Elemente zum Ausüben von Druck einer Zeile von Elementen zum Ausüben von Druck auf die zugehörigen Zellen einer Reihe von Zellen gleichzeitig einwirken,
- Mittel, um die Elemente zum Ausüben von Druck einer jeden Reihe gleichzeitig in die zugehörigen Zellen hinein und aus den zugehörigen Zellen herauszubewegen, um die Getreide-Flocken zu komprimieren und zu verdichten und entsprechende Getreide-Riegel zu erzeugen,
- eine Arbeitsstation zum Auswerfen der Getreide-Riegel aus den Zellen, die unter der Trommel angeordnet ist und ein Förderband mit einer Breite umfasst, die im wesentlichen den Längen der Zellenreihen entspricht und das sich tangential hierzu erstreckt.
Die Merkmale und Vorteile der Erfindung werden besser verständlich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen, die jedoch nur als Beispiel und nicht einschränkend zu verstehen sind.
In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Fig. 2 eine schematische, teilweise geschnittene Ansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 1;
Fig. 3 eine schematische und perspektivische Ansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 1 zur Herstellung von Getreide-Riegeln;
Fig. 4 einige konstruktive Details der Vorrichtung gemäß Fig. 1 in vergrößertem Maßstab;
Fig. 5 eine perspektivische und teilweise geschnittene Ansicht eines Details der Fig. 3;
Fig. 6 einen axialen Längsschnitt durch die Vorrichtung gemäß Fig. 2 in vergrößertem Maßstab;
Fig. 7 und 8 jeweils Details der Vorrichtung gemäß Fig. 2 in vergrößertem Maßstab; und
Fig. 9 ein Detail gemäß Fig. 8 in noch stärker vergrößertem Maßstab.
In den Zeichnungen ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Herstellen von Getreide-Riegeln allgemein mit 1 bezeichnet.
Die Vorrichtung umfasst eine Trommel 2 mit einer horizontalen Achse 2a, die in gegenüberliegenden Wandungen 1a - 1b der die Vorrichtung 1 tragenden Konstruktion in einer Position drehbar gelagert ist, in der sie von einer Vielzahl von Arbeitsstationen 3, 4, 5 und 6 umgeben ist.
Im einzelnen ist die oberhalb der Trommel 2 angeordnete Station 3 eine Station zum Zuführen des zu pressenden Getreides, die neben der Trommel 2 angeordnete Station 4 die Station zum Pressen des Getreides und Formen der Getreide- Riegel, die anschließend in der unterhalb der Trommel 2 angeordneten Station 5 aus der Vorrichtung 1 entladen werden. Die neben der Trommel 2 gegenüber der Pressstation 4 angeordnete Station 6 dient zum Reinigen und Rekonditionieren der Trommel 2.
Die Trommel 2 wird in Schritten (p&sub1;) fortschreitend um ihre eigene Achse 2a gedreht. Bei der dargestellten Ausführungsform wird die Trommel 2 im Gegenuhrzeigersinn gedreht. Hierzu ist die Trommel 2 in herkömmlicher Weise mit einer Antriebswelle 2b verkeilt, die von einem Motor 7 angetrieben wird, mit dem sie über eine Übertragungswelle 7a verbunden ist.
Die Trommel 2 weist eine zylindrische Wandung 8 mit einer Vielzahl von Zellen 9 auf, die untereinander alle gleich sind und in jeweils gleicher Anzahl in entsprechend vielen Reihen parallel zu den Mantellinien der Wandung 8 angeordnet sind (Fig. 3 und 5), wobei die Reihen im Abstand des Drehwinkels des Schritts (P&sub1;) um den gesamten Umfang der Wandung 8 herum angeordnet sind.
Bei der dargestellten Ausführungsform sind die Zellen 9 in der Dicke der Wandung 8 ausgebildet und weisen eine quaderförmige Gestalt entsprechend jener der herzustellenden Kekse oder Getreide-Riegel auf; bei der dargestellten Ausführungsform sind sie in der Draufsicht rechteckig, wobei die kurze Seite parallel zu den Mantellinien der Wandung verläuft.
Die Zellen 9 (Fig. 4) sind jeweils auf einer Seite zur Außenseite der Wandung 8 hin offen und auf der gegenüberliegenden Seite von einem flachen Boden abgeschlossen. Der Boden 10 weist eine zentrale Durchgangsöffnung 11 auf, in der die Stange 12 eines quaderförmigen, abgeflachten Stempels 13 mit flachem Kopf 13a gleitend geführt ist. Die Form des Stempels 13 entspricht der Form der Zelle, in der er sich nicht drehen kann, aber (in radialer Richtung bezüglich der Wandung 8) zwischen den Seitenwandungen der Zelle, in der er im wesentlichen einen beweglichen Boden ausbildet, beweglich geführt ist.
Die Stange 12 erstreckt sich radial in die Trommel 2 hinein.
Die Stangen 12 der Stempel 13 der einzelnen Reihen von Zellen 9 sind mit Enden 12a ausgestattet, die sich innerhalb der Trommel 2 befinden und jeweils abnehmbar in eine Schiene 14 eingreifen, die sich parallel zur Achse 2a der Trommel zwischen der Achse und der Innenoberfläche der zylindrischen Wandung 8 durch die Trommel hindurch erstreckt.
Vorzugsweise ist die Verbindung zwischen den einzelnen Stangen 12 und der jeweiligen Schiene 14 als Bajonett- Verbindung gestaltet. Hierzu weist die Schiene 14 eine T- förmige Längsnut 14a auf, und auch die Enden 12a der Stangen 12 sind entsprechend T-förmig ausgebildet, wobei die Länge der Stangen derart gewählt ist, dass sie auch dann noch mit der Nut 14a in Eingriff sind, wenn die entsprechenden Stempel 13 sich vollständig außerhalb der Zellen 9 befinden.
Die Schienen 14 weisen jeweils an ihren gegenüberliegenden Enden außerhalb der Trommel 2 (Fig. 6) Rollen 15 und 16 auf, die für eine Abrollbewegung in im wesentlichen ringförmige und mit Nockenprofilen versehene Führungen 17, 18 eingreifen, wie dies im folgenden noch eingehender beschrieben wird.
Die Führungen 17, 18 sind von der Trommel 2 strukturell unabhängig und in den gegenüberliegenden Wandungen 1a - 1b der Vorrichtung 1 gelagert, die sich quer zur Achse 2a der Trommel 2 (Fig. 7) erstrecken.
Die Station 3 zum Zuführen des Getreides umfasst einen oben offenen Getreidebehälter 19 und einen Bunker 20, der auf einer Seite über eine Krümelvorrichtung 21 mit dem Behälter 19 verbunden ist und sich auf der anderen Seite zur Zellenwandung 8 der Trommel 2 hin öffnet. Die Krümelvorrichtung 21 kann zum Beispiel aus einer Flügelrad-Stange 23 bestehen, die sich in einem oben offenen Zylinder 23a aus perforiertem Blech dreht.
Bei dieser bevorzugten Ausführungsform (Fig. 1) steht die Krümelvorrichtung 21 daher mit dem Getreidebehälter 19 im oberem Bereich in Verbindung.
Das Getreide wird der Krümelvorrichtung 21 mittels eines Förderbandes 22 zugeführt, das sich im Behälter 19 von dessen Boden aus schräg aufwärts erstreckt und mit einer Abstreifervorrichtung mit rotierender Stange 22a zusammenwirkt. Auf der anderen Seite steht die Krümelvorrichtung 21 mit dem Bunker 20 über das perforierte Blech 23a in Verbindung.
Der Bunker 20 ist vorzugsweise im wesentlichen in Form eines Pyramidenstumpfs mit rechteckigem Grundriss mit kürzeren Wandungen 24, 24a quer zur Achse 2a der Trommel 2 sowie längeren Wandungen 25, 25a in Längsrichtung der Trommel aufgebaut.
Infolgedessen weist der Bunker eine rechteckige Zuführöffnung 20a auf, deren lange Seiten sich über die gesamten Längen der Reihen von Zellen 9 erstrecken und deren Breite so gewählt ist, dass sie zum Beispiel drei benachbarte Reihen von Zellen überspannt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Bunker 20 vorteilhaft um die Achse der Trommel 2 derart kippbar, dass er sich mit der Trommel bewegt und dann, wenn die Trommel stillsteht, wieder in seine Ausgangsstellung zurückkehrt. Insbesondere und vorteilhafterweise bewegt sich der Bunker 20 langsamer als die Trommel 2, aber während der gleichen Zeit.
Wegen der relativen Bewegung zwischen der Trommel 2 und dem Bunker 20 auch während ihrer Vorwärtsbewegung entsteht eine "Kratz"-Wirkung der längeren Wandungen 25, 25a des Bunkers, die mit geeigneten unteren lippenartigen Ansätzen versehen sein können, auf der Außenfläche der Wandung 8.
In Fig. 7 erstreckt sich ein jeweils an den Wandungen 24, 24a des Bunkers 20 in der entsprechenden Höhe befestigter Wagen 27, 27a entlang eines zur Trommel 2 koaxialen Kreisbogens, wobei der Wagen eine Vielzahl von Rollen 28, 28a aufweist, die in entsprechende, an den Wandungen 1a - 1b der Vorrichtung 1 befestigte gebogene Führungen 29, 29a eingreifen.
Um zu verhindern, dass Getreide-Flocken während der Kippbewegung des Bunkers 20 zwischen der Trommel und dem Bunker 20 herausfallen, sind die Querwandungen 24, 24a des Bunkers gleitend in entsprechenden Umfangsnuten 26, 26a (Fig. 9) in der Wandung 8 aufgenommen und geführt.
Ein Verbindungs-Winkelhebel-Gestänge 30-31 vermittelt dem Bunker 20 die nötige Schwenkbewegung (Fig. 2).
Zu beachten ist, dass zwei geeignete, motorgetriebene Bürsten S1, S2 im Bunker 20 in der Nähe seiner Getreide- Zuführöffnung 20a drehbar gelagert sind und sich entlang der gesamten Länge der Längswandungen 25, 25a des Bunkers erstrecken.
Die Station 4 zum Pressen der Getreide-Flocken in den Zellen 8 weist eine Vielzahl von Elementen 32 zum Ausüben von Druck auf, die in Zeilen parallel zu den Mantellinien der Zellenwandung 8 angeordnet sind.
Bei der dargestellten Ausführungsform sind vier Zeilen von Druckelementen 32 vorhanden, die jeweils in Winkel- und Umfangsrichtung um einen Schritt (p&sub1;) voneinander beabstandet sind.
Die Elemente 32 zum Ausüben von Druck jeder Zeile sind in radialer Richtung zur Zellenwandung 8 (in der nachstehend noch zu beschreibenden Weise) hin und her beweglich geführt, so dass sie gleitend und entfernbar in die jeweiligen Zellen 9 einer entsprechenden Reihe von Zellen eingreifen können, wobei die Querschnitte der Druckelemente 32 an die der Zellen 9 angepaßt sind.
Sämtliche Elemente 32 zum Ausüben von Druck einer Zeile von Elementen zum Ausüben von Druck sind auf einer einzigen Trägerschiene 33 montiert, die sich parallel zu den Mantellinien der Zellenwandung 8 und im Abstand zu dieser erstreckt.
Die Druckelemente-Trägerschiene 33 (Fig. 8 und 9) weist sich gegenüberliegende Enden 37, 38 auf, die in der Art von Naben ausgebildet sind (oder entsprechende Naben aufweisen), welche zum Ausführen einer Drehbewegung in entsprechende Enden von Gestängen 39, 40 eingreifen und in Führungen 33a gleitend geführt sind, die sich radial zu der Zellenwandung 8 erstrecken (die Führungen sind in nicht dargestellter, völlig herkömmlicher Weise gelagert, zum Beispiel auf einem Träger S der Vorrichtung 1).
Die Gestänge 39, 40 werden über entsprechende und in bekannter, nicht dargestellter Weise montierte Winkelhebel 41, 42 an den Enden einer entsprechenden motorgetriebenen Welle 43 angetrieben, die ihrerseits mittels des Trägers S drehbar in den Wandungen 1a, 1b der Vorrichtung 1 gelagert ist und sich parallel zur Achse 2a der Trommel 2 erstreckt.
Die Trägerschiene 33 weist eine Vielzahl von Sitzen 44 (jeweils einen je Druckelement 32 einer Druckelementezeile) auf, die in Form und Größe den entsprechenden Druckelementen 32 entsprechen, welche von den Sitzen aufgenommen und von ihnen gleitend geführt werden sollen.
Vorteilhafterweise wirkt eine Federkraft einstellbarer Größe auf jedes der Druckelemente 32. Hierzu weist entsprechend einer in Fig. 9 dargestellten, bevorzugten, aber nicht ausschließlichen Ausführungsform jedes Druckelement 32 einen Schaft 32a auf, in dem sich ein Sackloch mit einem ersten Abschnitt 45 mit rechteckigem Querschnitt und einem zweiten Abschnitt 46 mit rundem Querschnitt befindet, wobei zwischen den Abschnitten 45, 46 ein Absatz 47 ausgebildet ist.
Eine allgemein mit 48 bezeichnete Zugstange weist an einem Ende einen quadratischen Kopf 49 und an ihrem anderen Ende ein sich von diesem Ende aus erstreckendes axiales Gewinde- Sackloch 50 auf.
In das Gewindeloch 50 greift eine Schraube 48a ein, mittels derer die Position der Zugstange 48 einstellbar verändert werden kann.
Der quadratische Kopf 49 der Zugstange 48 greift gleitend in den die quadratische Öffnung aufweisenden Teil 45 des Schafts 32a ein, während die Zugstange selbst gleitend in den runden Abschnitt 46 eingreift.
Der Sitz 44 zur Aufnahme des Druckelements 32 stellt den Endbereich einer Durchgangsöffnung mit mehreren Abschnitten, 44, 51, 52 dar, die sich bezüglich der Wandung 2 radial durch die Trägerschiene 33 erstreckt.
Der in den Sitz 44 mündende Abschnitt 51 weist einen dem Schaft 44 des Druckelements 32 entsprechenden Querschnitt auf, und der in den Abschnitt 51 unter Ausbildung eines Absatzes 53 mündende Abschnitt 52 ist zur Aufnahme der Zugstange 48 bestimmt.
Eine im Abschnitt 51 der Durchgangsöffnung positionierte Feder 54 drückt mit ihrem einen Ende gegen den Absatz 53 und mit ihrem anderen Ende gegen den Schaft 32a des Druckelements 32.
Infolgedessen ist es möglich, die auf das jeweilige Druckelement 32 von der Feder 54 ausgeübte Federkraft durch Betätigung der Schraube 48a einstellbar zu verändern.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann das Ausmaß, um das das Druckelement 32 in die jeweilige Zelle eingeführt wird, verändert werden.
Hierzu weisen die sich gegenüberliegenden Enden der Trägerschiene 33 Exzenter 41, 41a auf, die mittels eines manuell zu betätigenden "Schlüssels" oder eines ähnlichen Werkzeugs 42 in Drehrichtung (um die Achse der Trägerschiene 33) bewegt werden können.
In den beiliegenden Zeichnungen sind vier Trägerschienen 33, 34, 35, 36 dargestellt, und zwar jeweils eine für jede der vier Zeilen von Druckelementen 32; die Trägerschienen sind jeweils identisch und in derselben Weise aufgebaut wie die vorstehend beschriebene Trägerschiene 33.
In der Station 5 ist ein Förderband 55 angeordnet, dessen horizontal verlaufendes Band sich rechtwinklig zur Achse der Trommel 2 erstreckt und eine Breite aufweist, die mindestens den Längen der Reihen von Zellen 9 der Trommel entspricht, so dass darauf eine gesamte Reihe von Getreide- Riegeln A aufgenommen werden kann, wenn diese gleichzeitig aus der Vorrichtung entladen werden.
Für diesen Entladevorgang weist die Station 5 eine Vorrichtung zum gleichzeitigen Ausstoßen der Riegel A aus den entsprechenden Zellen 9 der jeweils in der Station befindlichen Reihe auf.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform (Fig. 3, 4 und 6) umfasst diese Vorrichtung identische und sich gegenüberliegende Abschnitte 56, 57 der Steuerführungen 17, 18, die von den Führungen strukturell unabhängig und quer zu diesen beweglich sind.
Die Abschnitte 56, 57 sind parallel zur Achse der Trommel 2 ausgerichtet, und ihre Breiten sind derart gewählt, dass sie nur die jeweiligen Rollen 15, 16 einer und derselben Schiene 14 aufnehmen können.
Insbesondere und vorzugsweise liegen die beweglichen Abschnitte 56, 57 auf der vertikalen Linie, die sich durch die Achse 2a der Trommel 2 erstreckt, und sind mit vertikalen Ansätzen 58, 59 versehen, die sich außerhalb des Zellenmantels 8 erstrecken.
Die Ansätze 58, 59 sind jeweils mit Zugstangen 60, 61 verbunden, die über herkömmliche Hebelsysteme, wie sie schematisch in Fig. 6 dargestellt und mit 70, 70a, 71, 72, 73 bezeichnet sind, mit einem Motor 74 verbunden sind, so dass sie gleichzeitig in eine Richtung bzw. in die entgegengesetzte Richtung bewegt werden können.
Die Abschnitte 56, 57 und die darin eingreifende Schiene 14 können somit von den jeweiligen Steuerführungen 17, 18 weg in Richtung der Zellenwandung 8 und dann wieder in ihre Ausgangspositionen zurückbewegt werden.
Das Ausmaß dieser Bewegungen wird derart gewählt, dass in der von den jeweiligen Steuer-Führungen 17, 18 entfernten Position der Abschnitte 56, 57 die auf der entsprechenden Schiene 14 sitzenden Stempel 13 sich in der Position befinden, in der sie aus der Oberfläche der Zellenwandung 8 austreten.
In der Station 6 zum Reinigen und Rekonditionieren der Maschine sind die Profile der Steuer-Führungen 17, 18 derart gestaltet, dass sie die Schienen 14 veranlassen, sich in Richtung der Zellenwandung 8 zu bewegen, bis die auf ihnen sitzenden Stempel 13 aus den entsprechenden Zellen 9 herausstehen.
Die Station 6 umfasst - in der Reihenfolge, in der sie durchlaufen werden - eine rotierende Bürste 62, die sich über die gesamte Länge der Zellenwandung 8 erstreckt, und eine Absaughaube 63.
Die Absaughaube 63 ist an ein nicht dargestelltes Absaugsystem angeschlossen, durch das etwaige nach dem Durchlaufen der rotierenden Bürste 62 noch vorhandene Getreidepartikel abgesaugt werden. Das Absaugsystem bewirkt insbesondere eine Wirbelbewegung der Luft innerhalb der Zellen auch unterhalb der Stempel 13, so dass etwaige auf den Stempelstangen 12 vorhandene Getreidepartikel entfernt werden.
Im folgenden soll nun der Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung wiederum unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben werden.
Die Trommel 2 wird mittels des Motors 7 um die horizontale Achse 2a gedreht und bewegt sich in Schritten (p) im Gegenuhrzeigersinn.
Das Verbindungs-Winkelhebel-Gestänge 30-31, das von einem nicht dargestellten Motor angetrieben wird, "verschwenkt" den Bunker 20 in hin- und hergehenden Drehbewegungen um einen einem halben Schritt (p/2) der Vorwärtsbewegung der Trommel entsprechenden Betrag zwischen einer "zurückgezogenen" Stellung bezüglich der Pressstation 4 und einer "vorgeschobenen" Stellung nahe der Station 4 um die Achse 2a der Trommel 2.
In der "vorgeschobenen" Position überdeckt der Bunker 20 die Zellenreihe 9, die der dann unter der ersten Reihe von Druckelementen 32 liegenden Zellenreihe unmittelbar vorausgeht.
Die Vorwärts-Drehbewegung (der Vorschub) des Bunkers 20 wird gleichzeitig mit der Weiterbewegung der Trommel 2 um einen Schritt (p) bewirkt.
Zurückgezogen wird der Bunker 20 während des Stillstands der Trommel 2 oder, besser gesagt, in der Pause zwischen zwei aufeinanderfolgenden Schritten (p) der Vorwärtsbewegung der Trommel 2.
In einem Ausgangszustand steht die Trommel 2 still, und der Bunker 20 befindet sich in der zurückgezogenen Stellung; in den Zellen 9 der vier vom Bunker 20 "überdeckten" Reihen halten die Steuer-Führungen 17, 18 die jeweiligen Stempel 13 in vorbestimmten Positionen entsprechend der gewünschten Getreidemenge, mit der die einzelnen Zellen beschickt werden sollen.
Dabei ist zu beachten, dass im Hinblick auf die Möglichkeit, die Getreidemenge verändern zu können, ohne die Steu er-Führungen 17, 18 gegen andere, besser geeignete Steuer- Führungen auswechseln zu müssen, die Oberteile 17a, 18a der Steuer-Führungen 17, 18 (d. h. die Teile, die sich angrenzend an den Bunker 20 und über dessen gesamte Breite erstrecken) jeweils aus von den Führungen selbst strukturell unabhängigen Teilen bestehen.
Die Teile 17a, 18a sind an den jeweiligen Steuerführungen 17, 18 schwenkbar gelagert, wobei die Schwenkachsen B sich parallel zur Achse 2a der Trommel 2 erstrecken und zur (einstellbaren) Veränderung der entsprechenden Steuerhöhe in Drehrichtung bezüglich der Führungen bewegbar sind.
Die im Bunker 20 und in der Nähe seiner Längswandungen angeordneten, gegensinnig rotierenden Bürsten S1, S2 tragen wirksam zum Füllen der Zellen 9 mit abgemessenen Getreidemengen bei.
Tatsächlich haben die Bürsten die Aufgabe, die Oberflächen des Inhalts der Zellen 9 abzukratzen und die Zellen 9 mit vorbestimmten Getreidemengen zur Pressstation 4 zu schicken.
Angesichts der Tatsache, dass sämtliche Reihen von Zellen 9 sowohl konstruktiv als auch bezüglich ihrer Funktion identisch sind, bezieht sich die nun folgende Beschreibung nur auf eine Reihe von Zellen.
Beim Durchlaufen der Pressstation 4 wird das in jeder Zelle 9 vorhandene Getreide Schritt für Schritt der Einwirkung der Druckelemente 32 der vier Reihen von Druckelementen der Station unterworfen. Im Grunde werden die Getreide einer Vielzahl (vier) aufeinanderfolgender Druckstöße mit dazwischenliegenden Intervallen, in denen der Druck gelöst wird, ausgesetzt.
Zu beachten ist, dass der von den einzelnen Zeilen von Druckelementen 32 ausgeübte Druck nach Bedarf von einer Zeile zur nächsten verändert werden kann, indem einfach die Positionen der Druckelemente 32 innerhalb ihrer jeweiligen Sitze 44 verändert werden. Im einzelnen können zum Beispiel die Druckelemente der Trägerschienen (Reihen) 33 und 34 denselben Druck ausüben, während die Druckelemente der Trägerschiene 35 derart in ihren jeweiligen Sitzen positioniert sind, dass sie einen höheren Druck ausüben, und der Druck der Druckelemente der Trägerschiene 36 kann noch höher sein.
Auf diese Weise ist es möglich, den Effekt des sogenannten "elastischen Gedächtnisses" der Getreide-Flocken auszugleichen, d. h. die Neigung des hergestellten Riegels, wieder das Volumen anzunehmen, das er ursprünglich innerhalb der jeweiligen Zelle hatte.
Die Pause (in der die Trommel 2 stillsteht) zwischen einem Druckvorgang und dem nächsten scheint ebenfalls einen wesentlichen Anteil an diesem vorteilhaften Ergebnis zu haben.
Zu beachten ist, dass während des ersten Druckstoßes die Stempel 13 der einzelnen Zellen 9 einer Zellenreihe in Richtung der Böden der jeweiligen Zelle 9 und gegen diese "bewegt" werden, wonach der Verdichtungs-"Druck" von der Trommel 2 und ihren Lagerungen und nicht von den Stempeln 13 zugeordneten Mechanismen und kinematischen Einrichtungen aufgenommen wird. Dies ist ein wesentlicher mechanischer und funktioneller Vorteil der vorliegenden Erfindung.
Mit der weiteren Drehung der Trommel 2 erreichen die Zellen 9 der in Rede stehenden Reihe die Entladestation 5 und mit ihnen natürlich die Schienen 14, an denen die in den Zellen aufgenommenen Stempel 13 sitzen.
Wenn die gegenüberliegenden Rollen 15, 16 der Schiene 14 sich in den entsprechenden Abschnitten 56, 57 der Steuer- Führungen 17, 18 befinden und die Trommel 2 vorübergehend für die Zeitdauer (Pause) zwischen zwei aufeinanderfolgen Vorwärtsschritten zum Stillstand gekommen ist, wird der Winkelhebelmechanismus betätigt, so dass die Abschnitte 56, 57 sich abwärts bewegen und dann im wesentlichen ohne Unterbrechung in ihre Ausgangspositionen zurückkehren.
Die Schiene 14 und mit ihr alle Stempel 13 der in Rede stehenden Reihe von Zellen 9 werden ebenfalls mit den Abschnitten 56, 57 bewegt.
Die Bewegung der Stempel 13 der vorübergehend stillstehenden jeweiligen Zelle 9 in Richtung der Wandung 8 führt dazu, dass die Stempel aus der Oberfläche der Zellenwandung 8 austreten und dabei gleichzeitig alle zuvor in den Zellen gepressten Getreide-Riegel ausstoßen.
Somit wird bei jedem Vorwärtsschritt (pl) der Trommel 2 eine Reihe gepresster Getreide-Riegel auf dem unterhalb der Station 5 angeordneten Förderband abgelegt und anschließend in Richtung eines nicht dargestellten Trockenofens transportiert.
In diesem Zusammenhang ist darauf hinzuweisen, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung auf dem Förderband 55 aufeinanderfolgende und gleichförmige Reihen einer vorbestimmten Anzahl von Riegeln A ausbildet, die gleichmäßig in vorbestimmten Abständen vorliegen, somit gut ausgerichtet sind und in diesem Zustand in den Trockenofen und dann zu den Verpackungsmaschinen weitergeleitet werden können.
Dadurch werden Eingriffe von Bedienungspersonen und/oder Vorrichtungen zum geordneten Ausrichten der Riegel auf dem Förderband überflüssig, wie diese derzeit bei bekannten Vorrichtungen erforderlich sind, bei denen die Riegel in nur einer Reihe (im Gänsemarsch) aus den Pressmaschinen austreten.
Nach zweckmäßiger Reinigung in der Station 6 ist die betreffende Zellenreihe zur Aufnahme neuer zu pressender Getreidemengen und damit zur Wiederholung des soeben beschriebenen Zyklus bereit.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen von Getreide-Riegeln durch Pressen von Getreide-Flocken in geeignete formgebende Hohlformen mit folgenden Schritten:

- Einfüllen einer abgemessenen Menge von Getreide-Flocken in eine entsprechende formgebende Hohlform,

- Ausüben von aufeinanderfolgenden Druck-Stößen auf die abgemessene Menge von Getreide-Flocken, zwischen denen entsprechende Perioden liegen, in denen der Druck zurückgenommen ist, wobei ein Getreide-Riegel gebildet wird,

- Auswerfen des so erzeugten Getreide-Riegels aus der formgebenden Hohlform und Trocknen.

2. Vorrichtung zum Erzeugen von Getreide-Riegeln durch Pressen von Getreide-Flocken in passende Hohlformen, dadurch gekennzeichnet, daß diese umfaßt:

- eine Dreh-Trommel (2), welche in Schritten (p&sub1;) verfahren wird und eine zylindrische Wandung (8) mit horizontaler Achse hat,

- eine Mehrzahl von Zellen (9), welche in dem Mantel der zylindrischen Wandung (8) ausgebildet sind, in der die Zellen (9) in mehreren Reihen parallel zur Mantellinie der Wandung in Abstand des Schrittes (p&sub1;) voneinander auf ihrer Umfangsfläche angeordnet sind, wobei die Zellen (9) auf einer Seite zur Oberfläche der Wandung (8) hin offen sind und auf der anderen Seite mit flachen Böden (10) abgeschlossen sind,

- einer Mehrzahl von Stempeln (13), die beweglich in jeder Zelle (9) geführt sind, für die sie im wesentlichen einen beweglichen Boden darstellen,

- Mittel (14 bis 17) zum gleichzeitigen Bewegen aller Stempel (13) einer Reihe von Zellen (9) zwischen Einzugs- Stellungen, in denen deren flacher Boden berührt wird, und Stellungen außerhalb der zylindrischen Wandung (8),

- eine Arbeitsstation (3), die oberhalb der Trommel (2) angeordnet ist, um in die Zellen (9) Getreide-Flocken zuzuführen und zuzumessen,

- eine Arbeitsstation (4) zum Verdichten der Getreide- Flocken in den Zellen (9), die sich außerhalb der Trommel (2) befindet und eine Mehrzahl von Elementen zum Ausüben von Druck (32) hat, die zum Ausführen einer Bewegung in radialer Richtung relativ zur zylindrischen Wandung (8) gelagert sind, welche in einer Mehrzahl von Zeilen angeordnet sind, die parallel zur Mantellinie der Wandung verlaufen und entlang deren Umfang um den Schritt (p&sub1;) voneinander beabstandet sind, wobei vorgesehen ist, daß die Elemente (32) zum Ausüben von Druck einer Zeile von Elementen zum Ausüben von Druck auf die zugehörigen Zellen (9) einer Reihe von Zellen gleichzeitig einwirken,

- Mittel (33 bis 43), um die Elemente zum Ausüben von Druck (32) einer jeden Reihe gleichzeitig in die zugehörigen Zellen (9) hinein und aus den zugehörigen Zellen (9) herauszubewegen, um die Getreide-Flocken zu komprimieren und zu verdichten und entsprechende Getreide-Riegel zu erzeugen,

- eine Arbeitsstation (5) zum Auswerfen der Getreide-Riegel aus den Zellen (9), die unter der Trommel (2) angeordnet ist und ein Förderband (55) mit einer Breite umfaßt, die im wesentlichen den Längen der Zellenreihen entspricht und sich tangential zu dieser erstreckt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stempel (13) eine Stange (12) hat, die gleitend in einem mittigen Loch (11) in dem flachen Boden (10) einer jeweiligen Zelle (9) geführt ist, wobei die Stange (12) sich relativ zur zylindrischen Wandung (8) radial nach innen erstreckt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden im Innern der Wandung (8) aller Stangen (12) der Mehrzahl von Stempeln (13) einer jeden Zellenreihe abnehmbar auf einer einzelnen Trägerschiene (14) befestigt sind, die sich parallel zur Achse der Trommel (2) erstreckt und mit den Mitteln zum Bewegen der Stempel zusammenwirkt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schiene (14) an ihren gegenüberliegenden Enden Rollen (15, 16) hat, die zum Rollen in zugehörige im wesentlichen ringförmig ausgebildete Steuer-Führungen (17, 18) eingreifen, die außerhalb auf jeder Seite der Trommel (2) gehalten und festgelegt sind und im wesentlichen zur zylindrischen Wandung (8) konzentrisch sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer-Führungen (17, 18) in der Versorgungsstation (3) entsprechende Abschnitte (17a, 18a) mit variabler Steuerhöhe haben, um, wenn erforderlich, die Stellungen aller Stempel (13) in den entsprechenden Zellen (9) entsprechend der vorbestimmten Menge von Getreide-Flocken, die dort eingefüllt werden soll, zu variieren.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Arbeitsstation (5) zum Auswerfen der Riegel die Steuer-Führungen (17, 18) zugehörige Abschnitte (56, 57) haben, die von diesen strukturell unabhängig sind und zum Ausführen einer bezüglich der zylindrischen Wandung (8) radialen Bewegung geführt sind, wobei die Abschnitte (56, 57) der Steuer-Führungen eine Breite haben, die zum Aufnehmen der gegenüberliegenden Räder (15, 16) derselben Schiene (14) geeignet ist, wobei Mittel vorgesehen sind, um die Abschnitte (56, 57) aus einer mit den Steuer-Führungen (17, 18) fluchtenden Stellung in eine Stellung zu bewegen, in der sie aus dieser wegbewegt werden, um die Stempel (13) der Schiene (14) relativ zu den zugehörigen Zellen (9) nach außen zu bewegen und die Getreide-Riegel (A), die in diesen geformt wurden, auf das Förderband (55) auszuwerfen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Versorgungsstation (3) einen Bunker (20) mit einer im wesentlichen rechteckig ausgebildeten Versorgungsöffnung umfaßt, die sich zur zylindrischen Wandung (8) öffnet und lange Seiten hat, die sich über die gesamte Länge der Zellenzeilen erstrecken, und kurze Seiten hat, die sich quer zu den Zeilen erstrecken.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch. gekennzeichnet, daß die Öffnung des Bunkers (20) einander gegenüberliegende kurze Seiten hat, die gleitend in zugehörige, ringförmige entlang dem Umfang der zylindrischen Wandung (8) verlaufende Vertiefungen (26, 27) eingreifen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Bunker (20) relativ zur Trommel (2) kippbar gelagert ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Bunker (20) eine Breite hat, die eine Mehrzahl von Zellenzeilen überspannt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß alle Elemente zum Erzeugen von Druck (32) einer jeden Zeile aus Elementen zum Erzeugen von Druck auf dieselbe Trägerschiene (33 bis 36) für Elemente zum Erzeugen von Druck montiert sind, die sich parallel zur Mantellinie der zylindrischen Wandung (8) erstreckt und gegenüberliegende Enden hat, die gleitend in jeweilige Führungen (33a) eingreifen, die sich radial bezüglich der Wandung (8) erstrecken.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum gleichzeitigen Bewegen aller Elemente zum Erzeugen von Druck (32) derselben Trägerschiene für Elemente zum Erzeugen von Druck in die zugehörigen Zellen (9) hinein und aus diesen heraus zwei identische Verbindungs- Winkelhebel-Gestänge (connecting-rod-and-crank-assemblies) (39, 41; 40, 42) umfassen, die jeweilige Enden von Verbindungsstangen haben, die zu den gegenüberliegenden Enden der Schiene (33 bis 36) gehören.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente zum Erzeugen von Druck (32) auf zugehörige Sitze (44) an den Trägerschienen (33 bis 36) für die Elemente zum Erzeugen von Druck montiert sind, in denen sie entsprechenden Feder-Belastungen ausgesetzt sind.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente zum Erzeugen von Druck (32) in den zugehörigen Montage-Sitzen (44) einstellbar unter Gegenwirkung von Feder-Mitteln (54) angeordnet sind.

16. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß diese auch eine Station (6) für Reinigung und Rekonditionierung von Wandung (8), Zellen (9) und der dazugehörenden jeweiligen Stempel (10) umfaßt.