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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Automatische Kochmaschinen, wie etwa Brotbackautomaten,
sind zunehmend populär
geworden. Ein weiterer Typ von automatischen Kochmaschinen ist in
der US-A-4 649 810, US-A-4 779 522, US-A-4 820 054 und US-A-4 942
807, alle erteilt an den vorliegenden Erfinder, gezeigt, deren Offenbarungen
durch Verweis hierin aufgenommen werden. Dieser Typ einer automatischen
Kochmaschine erlaubt es, Zutaten zu unterschiedlichen Zeiten hinzuzufügen, zu
rühren
und zu drehen oder umzudrehen. Ein Weg, eine Rührwirkung zu implementieren,
besteht darin, einen einfachen flachen Rührer zu verwenden, um den Boden
des Topfes in einer kreisförmigen
Art abzuschaben. Die Gestalt des Rührers läßt die Speisezutaten sich ausbreiten
oder über
die Oberseite des Rührers
fallen. Jedoch ist die allgemeine Wirkung keine wirkliche Dreh-
oder Umdrehbewegung, so dass ihre Effektivität in vielen Situationen beeinträchtigt wird.
Der Dreh- und Umdrehrührer,
der zum Beispiel in der US-A-4 942 807 offenbart wird, ist ein automatischer
Rührer,
der eine wirkliche Dreh- und Umdrehfunktion ausführt. Jedoch ist in bestimmten
Situationen sogar der in dem oben erwähnten Patent gezeigte Rührer nicht
so effektiv wie gewünscht sein
könnte.
Dies kann vorkommen, wenn eine relativ geringe Menge einer Zutat
gekocht wird oder wenn die Kochoberfläche extrem glatt ist, was zum
Beispiel durch nicht klebende Oberflächenbeschichtungen oder das
Vorhandensein einer ausreichenden Menge Wasser, Öl oder einer anderen Flüssigkeit
verursacht werden kann. In diesen Situationen kann der Rührer dazu
neigen, die Zutaten eher vor sich her zu schieben anstatt die Zutaten
zu drehen oder umzudrehen. Das Rutschen macht den Doppelachsen-Rührer weniger
effektiv, als seine Konstruktion beab sichtigt. Daher hängt ein
effektiver Doppelachsen-Rührer auch
von der ausreichenden Oberflächenreibung
ab, die durch das Gesamtgewicht der Zutaten, die geschoben, gedreht
und umgedreht werden sollen, entwickelt wird.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung, wie in
den Ansprüchen
definiert, betrifft eine Rühreranordnung oder
ein Rührersystem,
die/das besondere Nützlichkeit
findet, wenn sie/es zusammen mit einer automatischen Kochmaschine
verwendet wird. Die Anordnung hilft die richtige drehende und umkehrende
Bewegung von Zutaten sogar in Situationen sicherzustellen, in welchen
bekannte Doppelachsen-Spatel dazu neigen können, die Zutaten eher zu schieben, anstatt
sie zu drehen oder umzudrehen.
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Die Rühreranordnung umfasst eine
Antriebsanordnung mit ersten und zweiten Antriebsvorrichtungen und
ein Antriebsgehäuse.
Ein Zweiachsen-Spatel
ist an dem Antriebsgehäuse
zur Rotation um eine erste, im Allgemeinen horizontale Achse herum
montiert. Der Spatel ist mit der ersten Antriebsvorrichtung gekoppelt
und wird von dieser zur Rotation um die erste Achse herum angetrieben.
Das Antriebsgehäuse
ist mit der zweiten Antriebsvorrichtung gekoppelt und wird von dieser
angetrieben, so dass das Antriebsgehäuse und damit der Spatel um
eine zweite, im Allgemeinen vertikale Achse herum rotieren. Daher
hat der Spatel sowohl kippende als auch drehenede oder umdrehende
Wirkung.
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Ein Hindernislement ist unterhalb
des Spatels angeordnet und arbeitet in Zusammenwirkung mit dem Spatel,
um die richtige Handhabung der Speise in einem Kochbehälter zu
unterstützen.
Das Hinderniselement ist mit der ersten Antriebsvorrichtung gekoppelt
und wird von dieser in einer diskontinuierlichen Weise angetrieben.
Daher verursacht die Differenz der Rotationsgeschwindigkeiten des
Hinderniselements, während
es über
den Boden des Kochbehälters
streicht, und des Spatels, während
er sich um die zweite Achse dreht, dass der Spatel periodisch über das
Hinderniselement läuft.
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Ein weiteres Problem, das erkannt
worden ist, ist die Loslösung
von Zutaten, die zwischen dem Spatel und dem Boden des Kochbehälters oder
dem Hinderniselement, oder beiden, blockiert sind. Eine Blockierung
kann aus mehreren Grunden auftreten. Zum Beispiel könnte ein
Rand des Spatels auf einer großen,
harten Zutat hängen
bleiben. Während
der Antriebsmechanismus mit einer Kupplung versehen sein kann, um
Schaden an der Maschine zu verhindern, ist die Verhinderung von
Blockierungen wichtig. Ein Weg, das Blockierungsproblem zu lösen, besteht darin,
einen reversiblen Motor zu verwenden. Dies ist jedoch eine relativ
kostspielige Option. Ein weiterer Weg besteht darin, eine Art oszillierende
Getriebanordnung zu verwenden; eine solche Anordnung verbraucht
aber potentiell zuviel Raum. Eine weitere Lösung würde darin bestehen, einen zweiten
Schaber oder Wischer zu verwenden, um kontinuierlich den Boden des
Kochbehälters
zu überstreichen.
Diese Lösung
würde dazu
neigen, die Speisezutaten übermäßig zu zerkleinern.
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Dieses Problem der Speiseblockierungen wird
in einer zweiten Ausführungsform
behandelt. In dieser Ausführungsform
wechselt der Spatel periodisch die Richtung um die erste, im Allgemeinen
horizontale Achse, um jegliche Speiseblockierungen zwischen dem
Spatel und entweder dem Boden des Kochbehälters oder dem Hinderniselement
zu lösen. Dies
wird vorzugsweise durch Verwendung eines Paares von Malteserkreuz-Antriebsvorrichtungen
erreicht. Diese Lösung
kostet weniger als ein rever sibler Motor, verbraucht keinen übermäßigen Raum
und neigt nicht dazu, die Speisezutaten übermäßig zu zerkleinern.
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Einer der Vorteile der Erfindung
besteht darin, dass die Antriebsanordnung so konzstruiert ist, dass
sie ohne Werkzeuge auseinander genommen werden kann, und erlaubt,
dass die verschiedenen Antriebselemente vollständig gereinigt werden können, indem
Zugang zu den inneren Teilen bereitgestellt wird. Dies wird in der
bevorzugten Ausführungsform
erreicht, indem ein Antriebsgehäuse
mit einer Abdeckung und einem im Allgemeinen C-förmigen Montagekäfig verwendet
wird, welcher die Kegelräder
unterbringt, die die im Allgemeinen vertikale Antriebswelle mit
dem im Allgemeinen horizontalen Zweiachsen-Spatel koppelt. Die Abdeckung
besitzt einen Innenraum und eine offene Seite, durch welche der
Montagekäfig
passieren kann, so dass der Montagekäfig und die Bauteile innerhalb
des Montagekäfigs,
einschließlich
der Kegelräder,
vollständig
innerhalb der Abdeckung untergebracht sind.
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In ein ersten Ausführungsform
wird das Antriebsgehäuse
konstant angetrieben, um den Doppelachsen-Spatel entlang eines kreisförmigen Pfades
in einer horizontalen Ebene mit einer im Allgemeinen konstanten
Geschwindigkeitsrate anzutreiben. Die erste Antriebsvorrichtung,
welche den Doppelachsen-Spatel um seine horizontale Achse dreht
und das Hindernis- oder Schaberelement um die im Allgemeinen vertikale
Achse dreht, bewegt sich diskontinuierlich. Dies erlaubt dem Doppelachsen-Spatel,
das Schaberelement periodisch zu überholen, was jegliches fortgesetztes
Gleiten der Speise entlang der Oberfläche des Kochbehälters verhindert,
indem es als eine Unterbrechung zu dieser Zeit und an diesem Punkt
wirkt. Das Schaberelement ist vorzugsweise ein ein- oder zweiarmiges
Element, in Abhängigkeit von
dem gewünschten
Ausmaß des
Rührens.
Es könnte
jedoch eine gekrümmte
Gestalt aufweisen und mit einer größeren oder kleineren Anzahl
von Armen hergestellt sein. Der diskontinuierliche Antrieb der vertikalen
Antriebswelle in der ersten Ausführungsform
wird vorzugsweise unter Verwendung eines Malteserkreuzantriebs erreicht.
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In den bevorzugten Ausführungsformen
ist das Hinderniselement ein drehbares Schaberelement. In einigen
Situationen könnte
es nicht notwendig sein, ein rotierendes Schaberelement zu verwenden.
Stattdessen könnte
das Hinderniselement schwenkbar an der Basis des Kochgerätes montiert sein,
um ein Hindernis in dem Pfad jeglicher Zutaten zu erzeugen, welche
in dem Kochbehälter
auf Grund nicht ausreichender Reibung herumgeschcben werden könnten. Zusätzlich könnte eine
feststehende Rippe oder ein anderes Hindernis in die innere Oberfläche des
Bodens des Kochbehälters
geformt sein, um ein Hindernis zu erzeugen.
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Ein weiteres Merkmal der Erfindung
ist die Befestigung des Schaberelements an der vertikalen Welle
unter Verwendung einer Überholkupplungsvorrichtung.
Wenn eine Speise zwischen dem Doppelachsen-Spatel hängengeblieben
ist, während
dieser beginnt, über
einen der Arme des Schaberelements zu laufen, kann das Schaberelement
durch den Spatel vorwärts
geschoben werden, um so die Wahrscheinlichkeit zu verringern, dass
die Speise zwischen dem Spatel und dem Schaberelement blockiert
wird und die Speisezutaten übermäßig beschädigt werden.
Ein Vorteil der Erfindung stellt sich ein, wenn der Spatel den Schaber überholt;
Speisezutaten, welche sich in unvorteilhafter Weise verklumpt haben,
werden über
den Boden des Kochbehälters ausgebreitet,
wie es erwünscht
ist.
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Die Erfindung ist unter Bezugnahme
auf einen Kochbehälter
besprochen worden. Falle gewünscht,
könnte
die Erfindung für
andere Speisenherstellungsaufgaben außer Kochen, wie etwa zum Mischen
von Zutaten, verwendet werden.
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Andere Merkmale und Vorteile der
Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in welcher
die bevorzugten Ausführungsformen
im Detail in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen dargelegt
werden.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Gesamtansicht einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäß hergestellten Rühreranordnung;
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2 ist
eine teilweise Explosionsansicht der Rühreranordnung von 1;
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3 zeigt
die Rühreranordnung
von 2, wobei die ersten
und zweiten Kegelräder
innerhalb des C-förmigen
Montagekäfigs
montiert sind, genau bevor die Abdeckung über den Montagekäfig geschoben
und der Schaber an dem unteren Ende der vertikalen Antriebswelle
montiert wird;
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4A–4C veranschaulichen die Wirkung einer Überholkupplungsvorrichtung,
welche zulässt, dass
der Schaber sich im Falle einer Speiseblockierung vorwärts bewegt;
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5 ist
eine Querschnittsansicht, die die Rühreranordnung von 1 in einem Kochbehälter montiert
zeigt, sowie verschiedene Antriebselemente, die zum Antreiben der
vertikalen Antriebswelle und der Erweiterung des Antriebsgehäuses verwendet
werden, welche sich beide über
den Deckel des Kochbehälters
hinaus erstrecken;
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6 ist
eine Gesamtansicht einer Malteserkreuzantriebsvorrichtung, wie etwa
jener, der zum Antrieb der vertikalen Antriebswelle der Rühreranordnung
von 1 in einer unterbrochenen
Weise verwendet wird;
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7 ist
eine Ansicht ähnlich
der 5 von einer alternativen
Ausführungsform
der Erfindung;
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8A und 8B sind eine isometrische Draufsicht bzw.
Unteransicht der oberen und unteren Malteserkreuzantriebsvorrichtungen
von 7;
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9A und 9B sind eine Draufsicht bzw. seitliche
Querschnittsansicht, welche eine alternative Ausführungsform
des Hinderniselements oder Schabers von 1 zeigen; und
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10 ist
eine isometrische Ansicht, die eine zweite alternative Ausführungsform
des Hinderniselements von 1 veranschaulicht.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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1 veranschaulicht
eine Rühreranordnung 2,
umfassend eine Antriebsanordnung 4, welche einen Zweiachsen-
oder Doppelachsen-Spatel 6 um eine erste, im Allgemeinen
horizontale Achse 8 und eine zweite, im Allgemeinen vertikale
Achse 10 antreibt, und ein Hinderniselement oder ein Schaber 12 mit
Armen 14 und an der Antriebsanordnung 4 zur Bewegung
um die vertikale Achse 10 montiert.
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2 und 3 veranschaulichen die Rühranordnung 2 in
teilweise zusammengebautem Zustand. Die Antriebsanordnung 4 umfasst
ein Antriebsgehäuse 16.
Das Antriebsgehäuse 16 umfasst
einen im Allgemeinen C-förmigen Montagekäfig 18 und
eine Abdeckung 20. Der C-förmige Montagekäfig 18 umfasst eine
untere Platte 22, welche das offene untere Ende 24 der
Abdeckung 20 schließt.
Der Montagekäfig 18 umfasst
auch einen vertikalen Schenkel 26 mit einer darin gebildeten
seitlichen Öffnung 28 und
einen horizontalen Schenkel 30 mit einer im Allgemeinen schlüssellochförmigen Öffnung 31,
die an dessen distalem Ende gebildet ist. Der Montagekäfig 18 umfasst
auch ein äußeres Sattelstück 32,
das mit einem sich nach unten öffnenden
Schlitz 34, der in der Abdeckung 20 gebildet ist,
ausgerichtet ist, und ein inneres Sattelstück 36, das sich von
der unteren Platte 22 nach oben erstreckt. Die seitliche Öffnung 28 und die
Sattelstücke 32, 36 gestatten
es, dass ein erstes Kegelrad 38 innerhalb des Montagekäfigs 18 montiert
wird, wobei eine Antriebswelle 40, welche das erste Kegelrad 38 an
dem Spatel 6 montiert, zwischen dem äußeren Sattelstück 32 und
dem Randgebiet der Abdeckung 20 zu fassen ist, wodurch
der Schlitz 34 an einer Seite des ersten Kegelrads 38 definiert
wird. Das diestale Ende der Antriebswelle 40 wird von dem
inneren Sattelstück 36 getragen
und wird durch den Eingriff mit einem zweiten Kegelrad 42 gegen
das innere Sattelstück
gedrückt.
Das zweite Kegelrad 42 ist an einer vertikalen Antriebswelle 44 in
Richtung zu aber in einem Abstand zu deren unterem Ende 46 befestigt.
Die Antriebswelle 44 verläuft durch den schlüssellochförmigen Schlitz 31 in dem
horizontalen Schenkel 30 und durch ein im Allgemeinen ovales
Loch 48, das in der unteren Platte 22 des Montagekäfigs 18 gebildet
ist. Somit werden durch Platzieren des ersten Kegelrads 38 innerhalb des
Montagekäfigs 18,
des zweiten Kegelrads 42 innerhalb des Montagekäfigs und
in Eingriff mit dem ersten Kegelrad, und dann das Herunterschieben
der Abdeckung 20 auf den Montagekäfig 18 die vertikale Antriebswelle 44 und
die horizontale Antriebswelle 40 an dem Antriebsgehäuse 16 befestigt.
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Der Schaber 12 umfasst einen
sich nach oben erstreckenden Antriebskäfig 50 mit einer zentralen
Bohrung 52, durch welche das untere Ende 46 der
Antriebswelle 44 verläuft.
Das untere Ende 46 ist innerhalb der zentralen Bohrung 54 einer Überholkupplungsvorrichtung 56 montiert,
wobei die Überholkupplungsvorrichtung 56 innerhalb
des Antriebskäfigs 50 untergebracht
ist. Die Überholkupplungsvorrichtung 56 besitzt
ein Paar Ösen 58,
welche sich weit genug von dem Hauptkörper der Kupplungsvorrichtung
erstrecken, um in die aufrechten Arme 60 des Antriebskäfigs 50 einzugreifen,
so dass die Drehung der vertikalen Antriebswelle 44 die
Kupplungsvorrichtung 56 dreht, welche durch den Eingriff
der Ösen 58 und
der Arme 60 den Schaber 12 veranlasst, ebenfalls
um die vertikale Achse 10 zu rotieren. Die Überholkupplungsvorrichtung 56 ist
vorzugsweise an dem Ende 46 der Antriebswelle 44 durch
einen Reibungssitz befestigt, der in der Lage ist, zu gleiten. Wenn
gewünscht
kann die Kupplungsvorrichtung 56 dauerhaft an dem Ende 46 der
Welle 44 der Antriebsvorrichtung befestigt werden. Dies
würde erfordern, das
ovale Loch 48 zu einem offenendigen Schlitz ähnlich dem
Schlitz 31 zu machen, um der Antriebswelle 44 zu
erlauben, seitlich in Stellung mit dem Montagekäfig 18 zu gelangen.
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Die Rotation der vertikalen Antriebswelle 44 dreht
auch das zweite Kegelrad 42, welches seinerseits das erste
Kegelrad 38 dreht. Während
in dieser ersten Ausführungsform
jedoch die vertikale Antriebswelle 44 gedreht wird, dreht
sich auch das Antriebsgehäuse 16,
und trägt
somit den Spatel 6 mit sich. Somit dreht sich der Spatel 6 während der
Verwendung sowohl um die horizontale Achse 8 als auch um
die vertikale Achse 10.
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Das Antriebsgehäuse 16 wird durch
eine Erweiterung 62 des Antriebsgehäuses angetrieben, welche an
einem zylindrischen oberen Ende 64 endet, wobei sich von
dem oberen Ende 64 ein Paar Antriebsansätze 66 erstrecken.
In dieser ersten Ausführungsform
wird die Erweiterung 62 des Antriebsgehäuses mit einer im Allgemeinen
konstanten Geschwindigkeit gedreht, so dass sich auch das Antriebsgehäuse 16 mit
einer konstanten Geschwindigkeit dreht und sich der Spatel 6 um
die vertikale Achse 10 mit einer im Allgemeinen konstanten
Geschwindigkeit dreht. Die vertikale Antriebswelle 44 wird
in dieser Ausführungsform
diskontinuierlich angetrieben. Dieses diskontinuierliche Antreiben
der vertikalen Antriebswelle 44 bedeutet, dass der Schaber 12 sich
dreht, stehenbleibt, und sich dann wieder dreht, das heißt, sich
diskontinuierlich um die vertikale Achse 10 bewegt. Die
Rotation des Spatels 6 um seine horizontale Achse 8 wird
durch die diskontinuierliche Rotation der Antriebswelle 44 bestimmt,
welche eine Antriebsbewegung zu dem Spatel 6 durch Zahnräder 42, 38 und
die Welle 40 überträgt. Jedoch bedeutet
die Verwendung der Kegelräder 42, 38 auch,
dass die Rotation des Montagekäfigs 18 um
die vertikale Achse 10 das erste Kegelrad 38 dazu
veranlasst, entlang des zweiten Kegelrads 42 zu wandern.
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In dieser ersten Ausführungsform
sind die Drehgeschwindigkeiten derart, dass, wenn die erste, vertikale
Antriebswelle 44 gedreht wird, die Drehung des zweiten
Kegelrads 42 durch die horizontale Bewegung des Spatels 6 in
einer horizontalen Ebene, das heißt, um die vertikale Achse 10,
aufgehoben wird, was das erste Kegelrad 38 entlang des
zweiten Kegelrads 42 wandern lässt. Das Ergebnis ist, dass der
Spatel 6 sich, wenn die Antriebswelle 44 gedreht wird,
um die vertikale Achse 10 dreht, aber um die horizontale
Achse 8 effektiv überhaupt
nicht. Sobald jedoch die Antriebswelle 44 aufhört zu rotieren,
veranlasst die Rotation der Erweiterung 62 des Antriebsgehäuses um
die vertikale Achse 10 den Spatel 6, zusammen mit
dem Antriebsgehäuse 16 um
die vertikale Achse 10 zu rotieren, veranlasst jedoch auch das
Kegelrad 38, entlang des Kegelrads 42 zu wandern,
wodurch der Spatel 6 um die horizontale Achse 8 gedreht
wird. Es ist diese Bewegung, die die gewünschte Dreh- oder Umdrehbewegung
erzeugt.
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In dieser ersten Ausführungsform
erreicht oder überholt
der Spatel 6 einen der Arme 14 des Schabers 12 etwa
einmal pro Umdrehung um die vertikale Achse 10.
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In einigen Fellen können Speisestücke zwischen
dem rotierenden Spatel 6 und dem Arm 14 des Schabers 12 blockiert
werden. Um ein übermäßiges Zerreißen oder
andere Beschädigung
der Speisestücke
vermeiden zu helfen, kommt die Überholkupplungsvorrichtung 56 zum
Tragen. 4A zeigt die normalen Bewegungsrichtungen
des Schabers 12 und des Spatels 6 um die vertikale
Achse 10. In 4A und 4B ist ersichtlich, dass die Ösen 58 der Überholkupplungsvorrichtung 56 aktiv
in den Antriebskäfig 50 eingreifen
und damit in Stellung sind, um den Schaber 12 anzutreiben.
Jedoch können
in etwa in der Stellung von 4B Speisestücke zwischen
dem Schaber 12 und dem Spatel 6 blockiert werden.
Wenn dies geschieht, bewegt der Spatel 6, welcher konstant
um die vertikale Achse 10 rotiert, den Antriebskäfig 50 des
Schabers 12 außer
Eingriff von den Ösen 58,
während
der Spatel den Schaber in die Richtung des Pfeiles 66 dreht,
um dem Spatel zu gestatten, weiter zu rotieren, ohne gegen den Schaber
zu blockieren. Wie aus 4A–4C ersichtlich ist, ist in dieser Ausführungsform
der Schaber 12 in seinem nicht rotierenden Modus, während der Spatel 6 die äußeren Arme 14 des
Schabers im Verlauf seiner drehenden und umkehrenden Bewegung überholt.
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In dieser Ausführungsform ist der Schaber 12 so
angeordnet, dass er in einem geringfügigen Abstand von dem Boden 68 des
Kochbehälters 72 angeordnet
ist. Siehe 5. Wenn gewünscht, kann der
Schaber 12 so hergestellt werden, dass er den Boden 68 des
Kochbehälters 72 berührt, besonders dann,
wenn der Schaber 12 aus einem schmierenden Material mit
niedriger Reibung, wie etwa PTFE, hergestellt wäre. Der Spatel 6 ist
vorzugsweise aus einem lebensmitteltauglichen technischen Kunststoff, wie
etwa PTFE oder hochwärmefestem
Nylon hergestellt. Da der Schaber 12 lang und relativ dünn ist, wird
bevorzugt, dass der Schaber 6 mit einem Rückgrat oder
einer Basis aus relativ steifem Metall, wie etwa rostfreiem Stahl,
umgeben von einer Schicht aus lebensmitteltauglichem Kunststoff
mit niedriger Reibung, der für
eine Kochumgebung geeignet ist, wie etwa PTFE oder hochwärmefestes
Nylon, hergestellt wird. Die anderen Bauteile der Rühreranordnung 2 sind
vorzugsweise aus lebensmitteltauglichen Metallen, wie etwa rostfreiem
Stahl, hergestellt.
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5 veranschaulicht
die Rühreranordnung 2,
in welcher die Antriebsanordnung 4 Teil einer kombinierten
Antriebsanordnung 70 ist, wobei die Rühreranordnung 2 innerhalb
des Kochbehälters 72 aufgehängt ist,
unter Verwendung einer Rückhalteklinke 74,
um die Anordnung 2 an einer Getriebestützplatte 76 aufzuhängen. Die
kombinierte Antriebsanordnung 70 umfasst eine Antriebsriemenscheibe 78,
die durch einen Antriebsmotor, nicht dargestellt, rotiert wird. Die
Antriebsriemenscheibe 78 ist über einen Riemen 82 mit
einer Riemenscheibe 80 verbunden. Die Riemenscheibe 80
ist an einer zylindrischen Kupplungsvorrichtung 84 befestigt,
welche sich nach unten erstreckt und in die Ansätze 66 eingreift,
die sich von dem zylindrischen oberen Ende 64 der Erweiterung 62 des
Gehäuses
erstrecken, und treibt somit das Antriebsgehäuse 16 an. Das heißt, die
Rotation der Antriebsriemenscheibe 78 treibt direkt das
Antriebsgehäuse 16 an.
Die vertikale Antriebswelle 44 ist an einem Malteserkreuzrad 86 befestigt,
siehe 6. Ein Zahnrad 88 ist
an der Kupplungsvorrichtung 84 befestigt, und dreht sich
somit mit der Kupplungsvorrichtung, und treibt ein Zahnrad 90 an.
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Das Zahnrad 90 ist an einer
Welle 92 befestigt, welche eine Malteserkreuzantriebsvorrichtung 94 antreibt.
Die Malteserkreuzantriebsvorrichtung 94 greift in das Malteserkreuzrad 86 ein,
wie in 6 veranschaulicht.
Das Malteserkreuzrad 86 hat vier Schlitze 96,
während
die Malteserkreuzantriebsvorrichtung 98 zwei Stifte 98 besitzt.
Das Ergebnis dieses Malteserkreuzsatzes ist effektiv eine Reduktion der
Geschwindigkeit der vertikalen Antriebswelle 44 von 2 zu
1, verglichen mit dem Antriebsgehäuse 16.
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Die Verwendung des Malteserkreuzssystems,
um die Anhalte- und Drehbewegung für den Spatel 6 zu
implementieren, verringert die Anzahl der Drehungen, die der Spatel 6 durchführt, und
sorgt auch für
eine Sammlungs-, Ausbreitungs- und Umdreh- oder Drehbewegung.
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Das Malterserkreuzsystem mit zwei
Stiften und vier Punkten, das in 6 gezeigt
wird, erzeugt eine 90°-Sicherungsstellung
und eine synchronisierte 90°-Drehstellung.
Während
der synchronisierten Drehung von 90° werden sowohl die Welle 44 als auch
das Gehäuse 16 gleichzeitig
gedreht. Wenn das Malteserkreuzrad 86 sich in einer effektiv
gesicherten Stellung befindet, wie in 6 dargestellt,
befinden sich auch die Welle 44 und das Kegelrad 42 in
einer gesicherten Stellung. Da sich jedoch das Gehäuse 16 dreht,
dreht sich der Spatel 6, so dass das Kegelrad 38 entlang
des Kegelrads 42 wandert. Währen der nächsten 90°-Drehung der Malteserkreuzantriebsvorrichtung 94,
greift ein Stift 98 der Malteserkreuzantriebsvorrichtung
in einen Schlitz 96 des Malteserkreuzrades ein, was die
Welle 44 und das Gehäuse 16 veranlasst,
sich gleichzeitig mit ungefähr derselben Geschwindigkeit
zu drehen. Die im Wesentlichen gleiche Drehgeschwindigkeit hebt
die Reaktionskraft zwischen den Kegelrädern 38, 42 auf,
so dass der Spatel 6 in seiner Stellung bleibt. Die Drehung
des Gehäuses 16,
während
der Spatel 6 sich in der Stellung von 1 befindet, hilft eine Sammel- oder Ausbreitungsbewegung
für den
Spatel zu implementieren. Dieser abwechselnde Dreh- und Überstreichzyklus
wiederholt sich bei jeder 90°-Drehung des
Antriebsgehäuses 16.
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Wenn gewünscht, können andere Typen von diskontinuierlichen
Antrieben als Ersatz für
das Vierpunkt-Malteserkreuzsystem von 6 verwendet werden.
Zum Beispiel kann ein Sechspunkt-Malteserkreuzantrieb wünschenswert
sein, da er ein geringeres Drehmoment und damit einen kleineren
Antriebsmotor für
den richtigen Betrieb erfordert als ein Vierpunkt-Malteserkreuzantrieb.
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Während
der Verwendung werden die geeigneten Zutaten in den Kochbehälter 72 gegeben,
und die Antriebsriemenscheibe 78 und somit auch der Antriebsriemen 82 werden
gedreht. Der Antriebsriemen 82 verursacht die konstante
Drehung des Antriebsgehäuses 16 und
veranlasst somit den Spatel 6, konstant um die vertikale
Achse 10 zu rotieren. Während
abwechselnder 90°-Umdrehungen
des Antriebsgehäuses 16,
wird der Spatel 6 entweder um die horizontale Achse 10 gedreht
oder bleibt feststehend um die horizontale Achse 10. Da
die Antriebswelle 44 sich nur während abwechselnder 90°-Bewegungen
des Antriebsgehäuses 16 dreht,
führt die
Differenz in der Geschwindigkeit der Bewegung des Spatels 6 und
des Schabers 12 auch dazu, dass jegliche Speise, welche
sich vor dem Spatel 6 sammeln kann, gegen den Schaber 12 getrieben
wird, wodurch dem Spatel gestattet wird, die Speisezutaten zu drehen
oder umzudrehen, anstatt sie nur entlang des Bodens des Kochbehälters 72 zu
schieben. Wenn eine Speise zwischen dem rotierenden Spatel 6 und dem
Schaber 12 hängenbleibt,
kann der Schaber 12, der lose an dem unteren Ende 46 der
Antriebswelle 44 durch eine Überholkupplungsvorrichtung 56 montiert
ist, vorwärts
angetrieben werden, um die fortgesetzte Drehbewegung des Spatels 6 um
die horizontale Achse 10 zu erlauben, welche die Blockierung und
Beschädigung
der Speisezutaten minimiert.
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Die 7, 8A und 8B veranschaulichen
eine zweite Ausführungsform,
die gemäß der Erfindung hergestellt
wurde, wobei gleiche Bezugszahlen sich auf gleiche Teile beziehen.
Die kombinierte Antriebsanordnung 70a unterscheidet sich
von der Antriebsanordnung 70 darin, dass sie das Antriebsgehäuse 16 um
die vertikale Achse 10 während 75% der Zeit dreht, während die
Antriebswelle 44 während
der anderen 25% der Zeit um die Achse 10 gedreht wird. Diese
Antriebsanordnung führt
dazu, dass der Spatel 6 für 75% der Zeit sich um die
vertikale Achse 10 bewegt; während dieser Zeit wandert das
Kegelrad 38 entlang des vorübergehend feststehenden Kegelrads 42,
womit der Spatel 6 um die horizontale Achse 8 herum
gegen den Uhrzeigersinn rotiert wird. Während der anderen 25% der Zeit,
wenn das Antriebsgehäuse 16 nicht
um die vertikale Achse 10 gedreht wird veranlasst die Rotation
der Antriebswelle 44 das Kegelrad 42, das Kegelrad 38 zu
drehen, welches seinerseits den Spatel 6 in einer Richtung
im Uhrzeigersinn um die horizontale Achse 8 dreht. Dies
sorgt für
einen sehr effektiven Antiblockier-Mechanismus für die Maschine. Obwohl die
Verwendung eines Hinderniselements, wie etwa eines Schabers 12,
nickt notwendig sein sollte, wenn ausreichend Speisezutaten innerhalb
des Behälters 72 vorhanden
sind, kann das Blockieren noch immer ein Problem darstellen. Dieser
Antiblockier-Mechanismus hat sich insbesondere als hilfreich erweisen,
wenn zum Beispiel mit großen,
harten Speisestücken
gekocht wird, welche zwischen einem Rand des Spatels 6 und
entweder dem Boden 68 des Kochbehälters 72 oder dem Schaber 12 blockiert
wer den können.
Diese Bewegung wird wie folgt erreicht.
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Die Riemenscheibe 78 wird
durch einen in eine Richtung laufenden Antriebsmotor, nicht dargestellt,
angetrieben. Die Riemenscheibe 78 treibt den Riemen 82a welcher
seinerseits eine Riemenscheibe 102 antreibt. Die Riemenscheibe 102 ist
an einer Achse 104 befestigt. Obere und untere Malteserkreuzantriebsvorrichtungen 106, 108 sind
ebenfalls an der Achse 104 befestigt. Die oberen und unteren
Malteserkreuzantriebsvorrichtungen 106, 108 treiben obere
und untere Malteserkreuzräder 110, 112 an, um
obere und untere Malteserkreuzsätze
oder -antriebe zu erzeugen. Das obere Malteserkreuzrad 110 ist
an einer zylindrischen Antriebshülse 114 durch eine
Kupplung 118 befestigt. Die Kupplung 118 umfasst
einen Kupplungsring 120, welcher eine integrale Erweiterung
des oberen Malteserkreuzrades 110 ist, und eine Kupplungsscheibe 122,
welche eine integrale Erweiterung der Antriebshülse 114 ist und innerhalb
des Kupplungsrings 120 angeordnet ist. Die Kupplungsscheibe 122 besitzt
eine D-förmige Öffnung 124,
innerhalb welcher das D-förmige
obere Ende der Antriebswelle 44 untergebracht ist. Die Kupplungsscheibe 122 besitzt
ein Paar Federarme 126 mit abgerundeten Enden 128,
welche in ähnliche Ausnehmungen 130 in
dem Kupplungsring 120 eingreifen. Die Verwendung der Kupplung 118 hilft
eine Beschädigung
des Mechanismus im Falle einer Blockierung zu verhindern. Das untere
Malteserkreuzrad 112 ist an einer zylindrischen Antriebshülse 116 befestigt.
Sowohl das untere Malteserkreuzrad 112 als auch die zylindrische
Antriebshülse 116 rotieren
frei um die Antriebswelle 44. Die zylindrische Antriebshülse 116 ist
jedoch antreibbar an das obere Ende von 64 der Erweiterung 62 des
Antriebsgehäuses durch
Ansätze 66 gekoppelt.
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Malteserkreuzantriebe oder -sätze werden normalerweise
für intermittierende
Bewegungen verwendet. Sie sind in der vorliegenden Erfindung sehr nützlich für das diskontinuierliche
Antreiben des Gehäuses 16 und
der Antriebswelle 44. Für
ein Malteserkreuzantriebssystem mit 4 Positionen, wie es etwa
in 8A und 8B gezeigt
wird, in welchem jedes der Räder 110, 112 vier
Schlitze 96 aufweist, veranlasst der Eingriff eines Stifts 98 in
einen Schlitz 96 das jeweilige Rad 110, 112,
um 90° unabhängig voneinander
zu rotieren. Ohne den Eingriff der Stifte, wie etwa in 8B dargestellt, wird das Malteserkreuzrad
auf Grund der Gestaltung der entsprechenden Malteserkreuzantriebsvorichtung
daran gehindert, zu rotieren. Um die umgekehrte Bewegung für den Spatel 6 vorzusehen,
werden die Stifte 98 des Malteserkreuzantriebs 108 gegenüber dem
einzelnen Stift 98 des Malteserkreuzantriebs 106 versetzt.
Wie oben besprochen, tritt die Rotation der Antriebswelle 44 auf,
während
die Erweiterung 62 feststeht, was die Rotation des Spatels 6 im
Uhrzeigersinn verursacht. Während
der Abschnitt 62 um die vertikale Achse 10 gedreht
wird, steht die Antriebswelle 44 fest, so dass der Spatel 6 sich
sowohl um die vertikale Achse 10 als auch um die horizontale
Achse 8 dreht, während sein
Kegelrad 38 entlang des feststehenden Kegelrads 42 wandert,
und somit der Spatel 6 in einer Bewegung gegen den Uhrzeigersinn
um die horizontale Achse 8 rotiert wird, während er
um die vertikale Achse 10 kippt.
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Das Übersetzungsverhältnis zwischen
den Kegelrädern 38, 42 bestimmt
das Ausmaß der
Drehung des Spatels 6 um die horizontale Achse 8 für eine entsprechende
Rotation oder teilweise Rotation der Malteserkreuzantriebsvorrichtungen 106, 108. Die
Anzahl der Stifte für
die Malteserkreuzantriebsvorrichtung 108 bestimmt, wie
oft oder wie schnell der Spatel 6 sich drehen soll. Obwohl
die Rührbewegung
in dieser Ausführungsform
eine periodische Bewegung ist, sorgen die Start- und Stopppositionen, die
270° auseinander
liegen, für
eine gute Überlappung
zwischen jedem Kippen des Spatels 6 vor seiner umgekehrten
horizontalen Rotation. Dies stellt sicher, dass alle Teile des Kochbehälters 72 in
richtiger Weise gerührt
werden.
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Die oben beschriebenen Ausführungsformen verwenden
beide einen rotierenden Schaber 12 als das Hinderniselement. 9A und 9B veranschaulichen
ein frei drehbares Hinderniselement 134, das an die Basis 136 eines
unteren Behälterabschnitts 138 durch
Eingriff in einen Stift 140, der sich von der Basis 136 nach
oben erstreckt, montiert ist. Das Hinderniselement 184 besitzt
ein Paar Arme 142 mit Ausschnitten 144 benachbart
zu dem Stift 140. Wenn gewünscht könnte das Hinderniselement 134 um
den Stift 140 herum angetrieben werden, anstatt frei um den
Stift 140 herum drehbar zu sein. 10 veranschaulicht ein zweites alternatives
Hinderiselement 150, das halbpermanent an dem Boden von 136 des unteren
Behälterabschnitts 138 durch
Schrauben 152 gesichert ist. Hinderniselemente 134, 150 dienen derselben
Funktion wie der Schaber 12, indem sie Speise davon abhalten,
sich vor dem Spatel 6 anzuhäufen, um das richtige Drehen
oder Umdrehen der Speise während
der Rührbewegung
sicherzustellen.
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Abwandlungen und Variationen der
offenbarten Ausführungsformen
sind möglich,
ohne von dem Degenstand der Erfindung, wie er in den folgenden Ansprüchen definiert
wird, abzuweichen.