DE69613533T2

DE69613533T2 - Verfahren und Vorrichtung zum Aufwickeln von flacher Teigstücken

Info

Publication number: DE69613533T2
Application number: DE1996613533
Authority: DE
Inventors: Petrus W. M. Van Der Zon
Original assignee: Unilever PLC; Unilever NV
Current assignee: Corbion Group Netherlands BV
Priority date: 1995-10-23
Filing date: 1996-10-17
Publication date: 2001-10-18
Anticipated expiration: 2016-10-18
Also published as: DE69613533D1; EP0770330B1; ES2158989T3; EP0770330A1; JPH09121750A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff aus Anspruch 1.
Ein solches Verfahren wird zum Beispiel zum Aufrollen von im wesentlichen flachen Stücken eines flexiblen Materials zu Rollen aus Teigplatten für die Herstellung von "Croissants" mit oder ohne Füllung angewandt.
Zur Mechanisierung dieses Aufrollvorgangs flacher Teigstücke wird nach dem bisherigen Stand der Technik vorgeschlagen, ein flaches Teigstück auf ein Förderband aufzulegen. In der Nähe des Austragendes des Förderbands befindet sich ein Satz Rollen, die so rotieren, daß das flache Teigstück aufgerollt wird. Dieses System ist auch als 'Fritsch-System' (DE-44 40 2346 A1) bekannt.
Ein Satz von zwei oder drei Rollen mit fester Position und festem Abstand beim Aufrollen wird verwendet, um das flache Teigstück in eine aufgerollte Teigplatte umzuwandeln. Die Umdrehungsgeschwindigkeit der Rollen wird so gewählt, daß das Produkt im Zusammenwirken mit der Vorschubgeschwindigkeit des Förderers auf geeignete Weise aufgerollt wird. Das flache Teigstück ist während der Umwandlung in einen aufgerollten Artikel zwischen drei Rollen oder zwischen zwei Rollen und der Rolle am Ende des Förderers und im Fall von zwei Rollen zwischen zwei Rollen und dem Ende des Förderers eingeschlossen. Die Rollen sind in einem gemeinsamen Rahmen angeordnet, der im Verhältnis zum Förderer gekippt werden kann, um die aufzurollenden flachen Stücke in ungekippter Position aufzunehmen und das aufgerollte Produkt durch Kippen auf den weiteren Austragförderer, zum Beispiel ein tieferliegendes Austragsband abzuführen.
Dies bedeutet, daß die Kippbewegung nur am Ende der Rollbewegung und nicht während des Aufrollens stattfindet.
Obgleich der Bedarf für eine Mechanisierung der Aufrollbewegung schon seit langem erkannt wurde, war diese Vorrichtung nicht erfolgreich. Die für einen vollständigen Aufroll- und Austragzyklus erforderliche Zeit ist lang und führt zu geringer Produktionsleistung. Die Qualität des aufgerollten Produkts ist nicht annehmbar, weil häufig Falten beobachtet werden, die zu einer erheblichen Ausschußmenge führen.
Aus der GB-A-1,541,457 ist eine Vorrichtung bekannt, bei der eine Materialplatte im wesentlichen vertikal in einen Raum eingeführt wird, der in seitlicher und Abwärtsrichtung durch vier drehbare Rollen begrenzt ist. Die unterste der genannten Rollen ist im Verhältnis zu den anderen beweglich und bietet somit sowohl ein größeres Volumen für den dicker werdenden aufgerollten Artikel als auch einen Austritt zum Entfernen des fertigen Artikels. Wegen der vertikalen Zuführposition ist es nicht möglich, Materialplatten mit darauf befindlicher Füllung, zum Beispiel Teigplatten mit Füllung, einzuführen. Infolge der Anordnung der beweglichen Rolle ist die Führung des aufzurollenden Artikels relativ begrenzt. So gibt es beispielsweise keinerlei Steuerung der Aufrollbewegung in vertikaler Richtung. Bei dieser Vorrichtung ist der Abstand zwischen dem zweiten und dritten Drehmittel fest. DE 44 02 346 beschreibt einen Rahmen, mit dem eine mehrere Drehmittel aufweisende Anordnung kippbar verbunden ist. Die Relativposition zwischen den Drehmitteln ist fest. EP 0238682 A1 beschreibt einen Aufbau, bei dem das zweite und das dritte Drehmittel in einem gemeinsamen Arm drehbar auf Zapfen gelagert sind und eine feste relative Position zueinander aufweisen.
Infolgedessen ist der Durchsatz dieser Vorrichtungen begrenzt.
Im Hinblick darauf bezieht sich die erfindungsgemäße Aufgabe auf ein Verfahren, welches die oben bezeichneten Nachteile nicht aufweist und mit dem aufgerollte Produkte zum Beispiel aus teigähnlichem Material, ohne Falten mit relativ hoher Geschwindigkeit hergestellt werden können.
Dies geschieht nach einem Verfahren der eingangs genannten Art, welches die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 aufweist.
Zu beachten ist, daß die relative Bewegung des ersten Drehmittels im Verhältnis zum zweiten und dritten Drehmittel sowohl eine Situation, in der das erste Drehmittel im Verhältnis zum Rahmen, woran es vorgesehen ist, beweglich ist, als auch eine Situation einschließen soll, bei der das zweite und das dritte Drehmittel im Verhältnis zu solchen Rahmen und/oder einer beliebigen Kombination dieser Elemente beweglich sind.
Die Erfindung geht von der Idee aus, daß eine Vergrößerung des Durchmessers des aufgerollten Produkts während des Aufrollens nicht nur dadurch ausgeglichen wird, daß das (erste) Drehmittel im Verhältnis zu dem anderen Drehmittel beweglich ist, sondern daß sich diese anderen Drehmittel ebenfalls in einer Zuführrichtung des Artikels drehen, so daß die Volumenvergrößerung des eingeführten Artikels in mehr als einer Richtung ausgeglichen wird.
Infolgedessen kann die Führung des aufzurollenden Artikels in mehr als einer Richtung vonstatten gehen, so daß es zu einer stärker kontrollierten Bewegung der Materialplatte kommt.
Auf diese Weise wird das Materialstück in dem Raum zwischen den drei Drehmitteln zur optimalen Führung eingeschlossen, während dieser Raum beim Aufrollen des Materialstücks gleichzeitig zunimmt.
Daher ist es möglich, die Aufrollgeschwindigkeit zu erhöhen, während Tests gezeigt haben, daß im Fertigprodukt keine Falten oder sonstigen Fehler beobachtet wurden. Außerdem ist es möglich, die Geschwindigkeit nachgeschalteter Rollen zu erhöhen, so daß eine Streckwirkung als zusätzliche Maßnahme zur Verhinderung von Falten und Verbesserung der Aufrollqualität erzielt wird. Durch Steuerung sowohl der Position oder des Abstands der Rollen als auch ihrer Geschwindigkeit kann die Aufrollstreifheit gewählt werden.
Außer dem zweiten Drehmittel bewegt sich auch das dritte Drehmittel in einer Richtung mit einer Hauptkomponente, die im wesentlichen der Zuführrichtung der Materialplatte entspricht.
Das oben beschriebene Verfahren läßt sich vorteilhaft im Rahmen eines Verfahrens anwenden, bei dem die Zuführrichtung der Materialplatte im wesentlichen horizontal ist, d. h. ± 45º im Verhältnis zur horizontalen Achse und insbesondere ± 30º im Verhältnis zur horizontalen Achse.
Das erste Drehmittel kann Hubmittel zum Anheben des vorderen Endes des planen Materialstücks zur Herstellung des Kontakts mit dem zweiten Drehmittel enthalten. Dieses Hubmittel kann alle dem Fachmann bekannten Mittel, wie mechanische Mittel oder lokale Luftdüsen, einschließen. Erfolgt die Zuführung jedoch über ein Förderband oder ein anderes planes Zuführmittel, enthalten die Hubmittel bevorzugt eine Rolle, die in Nähe des Austragendes des Zuführmittels angeordnet ist und in der gleichen Richtung wie die Endrolle des Förderers rotiert.
Diese Hubrolle wird beim Aufrollen des Artikels bevorzugt im Verhältnis sowohl zum Austragende als auch zum Drehmittel bewegt. Diese Hubrolle kann beim Aufrollen des Artikels als Fördermitel dienen.
Gemäß einer bevorzugten weiteren Ausführungsform enthalten wenigstens das zweite und das dritte Drehmittel Rollen, bei denen der Abstand zwischen den Drehachsen dieser Rollen beim Aufrollen entweder fest sein oder sich ändern kann, d. h. der Abstand zwischen diesen Achsen beim Aufrollen zunimmt.
Außerdem führen diese Achsen bevorzugt eine weitere Bewegung aus, um eine kontinuierliche Verarbeitung nachfolgender planer Materialstücke zu bewirken. So können sich die Achsen beispielsweise entsprechend einem Kreis bewegen.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, eine Füllung, zum Beispiel ein stabförmiges Materialstück oder eine weiche Füllung, wie Marmelade, auf das plane Materialstück aufzubringen, bevor dieses aufgerollt wird. Es ist jedoch auch möglich, das Aufrollen so zu bewerkstelligen, daß in der Mitte des aufgerollten Artikels ein Loch entsteht.
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung nach Anspruch 9.
Zu beachten ist, daß das Fördermittel benutzt werden kann, um das plane Materialstück der Aufrollstelle zuzuführen, jedoch kann seine Endrolle auch als eines der Drehmittel fungieren.
Es sind bevorzugt wenigstens zwei Drehmittel an Armen vorgesehen, die Rollen enthalten. Diese Arme können im Verhältnis zueinander sowohl fest als auch beweglich angeordnet sein. Nach einer weiteren Ausführungsform sind an Armen vorzugsweise wenigstens zwei Drehmittel vorgesehen, die Rollen enthalten. Diese Arme können im Verhältnis zueinander beweglich angeordnet sein. Nach einer bevorzugten Ausführungsform sind die Arme gelenkig miteinander verbunden und so angeordnet, daß eine kreisförmige Bewegung um den Drehpunkt zustande kommt.
Obgleich es möglich ist, eine beliebige größere Anzahl Rollen als zwei zu verwenden, sind bevorzugt vier Drehrollen vorgesehen, um optimale Leistungsfähigkeit bei den aufzurollenden Artikeln mit mechanischer Einfachheit zu kombinieren.
Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf zwei bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung genau beschrieben, die in den Zeichnungen dargestellt sind.
In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 einen schematischen Seitenaufriß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 2 die Funktionsweise des Drehmechanismus nach Fig. 1 im Detail und
Fig. 3a-f die verschiedenen Schritte beim Aufrollen eines planen Materialstücks.
In Fig. 1 ist die Vorrichtung zum Aufrollen von planen Materialstücken 5 allgemein mit 1 bezeichnet. Sie enthält einen Rahmen 2, an dem Zuführmittel oder ein Bandförderer 3 befestigt sind, die sich in einer im wesentlichen horizontalen Richtung des Pfeils 4 auf nicht dargestellte Weise bewegen, und worauf plane Materialstücke 5, zum Beispiel flache Teigstücke, angeordnet sind. Am Austragende des Förderers 3 ist ein Satz Drehrollen 6 bis 9 vorgesehen (siehe auch Fig. 2 und 3).
Jede Rolle ist mit einem Arm 14 bzw. 15 verbunden. Die Mitte der Arme 14, 15 kann um den Punkt 22 rotieren. Am Austragende des Bandes 3 ist auch eine Hubrolle 10 vorgesehen. In Fig. 3 sind die Umdrehungsrichtung der verschiedenen Rollen und deren weitere Bewegung erläutert. Die Hubrolle 10 ist an einem Arm 40 aufgehängt, der sich nach oben und unten bewegen läßt. 21 ist ein Austragsförderer.
In Fig. 1 wird verdeutlicht, daß mit der Vorrichtung nach Fig. 1 aufgerollte Teile ohne Füllung, die mit 41 bezeichnet werden, hergestellt werden.
In Fig. 2 ist der Mechanismus des aus Rollen und Armen bestehenden Satzes im einzelnen dargestellt. In Fig. 2 sind nur zwei Rollen 6 und 8 am Arm 14 dargestellt. Von dem anderen Satz 7, 9 ist nur die Rolle 9 dargestellt. Es sind vier Servomotoren 42-45 vorgesehen. Die Servomotoren 42-45 sind auf nicht näher dargestellte Weise mit dem Rahmen 2 verbunden. Die Steuerung der Servomotoren erfolgt mittels einer Steuervorrichtung 20. Der Servomotor 42 ist funktionsmäßig mit der Riemenscheibe 46 verbunden, der andererseits mit einer auf den Rollen 6 und 8 vorgesehenen Riemenscheibe verbunden ist, um die Rollen 6 und 8 in Umdrehung zu versetzen. Der Servomotor 43 ist mit der Riemenscheibe 47 verbunden, die andererseits mit dem Arm 14 der Rollen 6 und 8 verbunden ist.
Das gleiche gilt für den Servomotor 44, der in der Lage ist, die Rollen 7 und 9 über die Riemenscheibe 48 in Umdrehung zu versetzen, und den Servomotor 45, der den Arm 15 über die Riemenscheibe 49 bewegen kann.
Durch Steuerung der verschiedenen Servomotoren ist es möglich, sowohl die Geschwindigkeit der Rollen 6-9 als auch deren relative Lage zu verstellen.
Zwei zusätzliche, in den Figuren nicht dargestellte Servomotoren, die durch die gleiche Steuervorrichtung 20 gesteuert werden, sind angebracht, um die Hubrolle anzutreiben und deren Position zu wählen.
Dies ist in Fig. 3 genauer dargestellt.
In Fig. 3a ist die Austragposition für einen Artikel und die Aufnahmeposition für den nächsten Artikel, der ein planes Materialstück enthält, dargestellt. Der Abstand zwischen den Rollen 7 und 8 ist relativ groß. Die Hubrolle 10 befindet sich in ihrer angehobenen Position. Wenn das flache Materialstück 5 zugeführt wird und sich dem Austragende des Förderers 3 nähert, bewegt es sich infolge der Schwerkraft und der Haftung am Band etwas nach unten. Dies ist in Fig. 3b dargestellt. Wegen der in Richtung des Pfeils 11 rotierenden Hubförderrolle 10 wird ein erster Abschnitt oder eine Spitze 12 des flachen Stücks 5 so angehoben, wie es in Fig. 3c dargestellt ist. Anschließend berührt dieser erste Abschnitt die Oberfläche 18 der Rolle 8, welche in Richtung des Pfeils 51 rotiert. Dadurch beginnt das flache Stück mit einer Rollbewegung, wie in Fig. 3d dargestellt, in der auch gezeigt wird, daß der erste Abschnitt 12 mit der nächsten Rolle 7 in Eingriff kommt, die mit ihrer Oberfläche 17 in der gleichen Richtung wie Rolle 8 rotiert, wie es durch den Pfeil 52 dargestellt wird. Ein Vergleich der Fig. 3b-3d mit Fig. 3a zeigt, daß die Rollen 8 und 7 mittels der Steuervorrichtung 20 aufeinander zu bewegt wurden. Während des Aufrollens ist der aufzurollende Artikel zwischen den Rollen 7, 8 und 10 eingeschlossen. Das Volumen des Artikels, der aufgerollt wird, nimmt zu, und als Ausgleich dafür bewegen sich die Rollen 8 und 7 voneinander weg, während die Hubrolle 10 eine Abwärtsbewegung ausführt (Fig. 3e). Nach Fertigstellung des Artikels wird die Hubrolle 10 weiter abwärts bewegt, und die Anordnung der Rollen 6 und 7 vollführt eine Drehbewegung, wie in Fig. 3e mit den Pfeilen 50 dargestellt, um die Achse 22, damit der fertige Artikel gemäß der Darstellung in Fig. 3f abgeführt wird.
Danach ist es möglich, daß die Rollen mittels Rücklaufbewegung in die Ausgangsposition nach Fig. 3a zurückkehren. Die Rollen rotieren jedoch bevorzugt weiter in der gleichen Richtung. Wenn, wie in Fig. 1 dargestellt, eine Ausführungsform mit vier Rollen verwendet wird, kann auf diese Weise eine kontinuierliche Bewegung der Rollen bewirkt werden, die den Artikel steuern.
Ist ein Anheben nicht ohne weiteres möglich, kann das Band durch Schnüre ersetzt werden. Die Rollen können dann durch eine Rolle mit Scheiben ersetzt werden. Die Scheiben können unter die Oberfläche der Schnüre abgesenkt werden.
Die Steuerung der Bewegung der Rollenarme wie auch der Geschwindigkeit der Rollen selbst kann durch eine speicherprogrammierbare Steuerung mit Bewegungsprofilen für jeden einzelnen Servomotor bewerkstelligt werden. Die Bewegungen werden durch einen Sensor eingeleitet, der die Einführung eines flachen Materialstücks überwacht. Für verschiedene Produktabmessungen können die passenden Bewegungsprofile aus einem Speicher in die SPS heruntergeladen werden.
Durch Verwendung einer größeren Anzahl Rollen, bevorzugt einer geraden Anzahl, werden Vibrationen infolge Ungleichgewichts ohne konstruktive Maßnahmen verhindert.
Obgleich die Erfindung unter Bezugnahme auf eine bevorzugte Ausführungsform derselben oben beschrieben wurde, ist davon auszugehen, daß daran Ergänzungen vorgenommen werden können, ohne den Schutzumfang der beigefügten Ansprüche zu verlassen. So ist es beispielsweise möglich, die mit dem flachen Stück in Eingriff stehenden Oberflächen 16-19 in einer anderen Form als kreisförmigen Rollen auszuführen, zum Beispiel als Bänder.
Es ist auch möglich, die Steuerung der verschiedenen Bewegungen durch einfache Kopplung der Rollenrotation mit der Rotation der Arme zu bewirken und ein stark vereinfachtes System für die Steuerung der Rotation der Arme zu verwenden.

Claims

1. Verfahren zum Aufrollen eines planen Materialstücks, das die Zuführung des genannten Materials zu einem ersten Drehmittel (10) mit einer Materialangriffsfläche, die Lenkung des genannten Materials zu einem zweiten Drehmittel (8), dessen Angriffsfläche die flachen Materialstücke veranlaßt, sich aufzurollen, und die Lenkung desselben zu einem dritten Drehmittel (7) mit einer Materialangriffsfläche zum weiteren Aufrollen des flachen Materialstücks umfaßt, wobei die Angriffsfläche des genannten ersten Drehmittels im Verhältnis zu der Angriffsfläche des anderen der genannten Drehmittel beim Aufrollen so bewegt wird, daß der Abstand zwischen den genannten Angriffsflächen zunimmt, wobei das zweite Drehmittel während des Aufrollens in einer Richtung mit einer Hauptkomponente bewegt wird, die im wesentlichen der Zuführrichtung des genannten Materials entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß das dritte Drehmittel während des Aufrollens in einer Richtung mit einer Hauptkomponente bewegt wird, die im wesentlichen der Zuführrichtung des genannten Materials entspricht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführrichtung einen Winkel von ± 45º zur horizontalen Achse bildet.

3. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei der genannten Drehmittel Rollen aufweisen, deren Drehachsen sich während des Aufrollens im Verhältnis zueinander bewegen.

4. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachsen der Rollen einen Kreis beschreiben.

5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende des planen Materialstücks vor Berührung der Angriffsfläche des ersten Drehmittels angehoben wird.

6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufrollen so vor sich geht, daß das aufgerollte Materialstück eine innere Öffnung enthält.

7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit der Materialangriffsflächen der nachfolgenden Drehmittel zunimmt.

8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehmittel am Ende des Aufrollvorgangs so bewegt werden, daß das aufgerollte Produkt abgeführt wird, wobei die Bewegung der Drehmittel während der Abführung zu einer Position der genannten Drehmittel führt, die der Ausgangsposition entspricht.

9. Vorrichtung zum Aufrollen eines planen Materialstücks (5), die erste Drehmittel (10) mit wenigstens einer beweglichen, an dem genannten Materialstück angreifenden Oberfläche, zweite Drehmittel (6, 8) mit wenigstens einer beweglichen, an dem genannten Materialstück angreifenden Oberfläche und dritte Drehmittel (7, 9) mit wenigstens einer beweglichen, an dem genannten Materialstück angreifenden Oberfläche umfaßt, wobei die genannten zweiten und dritten, an dem Materialstück angreifenden Oberflächen im Verhältnis zu dem genannten ersten Drehmittel so beweglich sind, daß dazwischen ein Raum für die Aufnahme eines aufgerollten Materialstücks verbleibt, wobei das genannte zweite Drehmittel in einer zweiten, zur genannten ersten Richtung im wesentlichen lotrechten Richtung beweglich ist, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte zweite und dritte Drehmittel im Verhältnis zueinander beweglich angeordnet sind, daß Steuermittel (20) vorgesehen sind, die die relative Position des genannten ersten und des zweiten Drehmittels beim Aufrollen im Verhältnis zueinander bestimmen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte dritte Drehmittel mit dem genannten zweiten Drehmittel verbunden ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9-11, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der Drehmittel ein Förderband enthält.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9-12, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehrollen an Armen (14, 15, 34, 35) angebracht sind, die im Verhältnis zueinander beweglich sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Arme gelenkig miteinander verbunden und so angeordnet sind, daß eine Drehbewegung um den Drehpunkt (22) zustande kommt.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß vier Drehrollen (6) in einem Gleichgewichtsverhältnis zum Drehpunkt (22) vorgesehen sind.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9-12, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Drehmittel Hubmittel (10) enthält.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubmittel eine Rolle enthalten, deren Position im Verhältnis zur Zuführfläche des Zuführmittels beim Aufrollen verstellbar ist.