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Periodische Selbstspatelung bei feststehendem Gefrierkessel eines
Speiseeisbereiters Die Erfindung bezieht sich auf Fälle periodischer Spatelbewegungen
an umlaufenden Kurven- und Flachspateln in ortsfesten Gefrierkesseln von Speiseeisbereitern,
denen jeweils dieselbe die Periodenzahl bewirkende Erzeugende gegeben ist.
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Speiseeisbereiter ähnlicher Art mit innerhalb von ortsfesten Gefrierkesseln
umlaufenden Flachspateln und zugeordneten Leitflügeln zur wechselnden Abspatelung
und Auftragung der Gefriermasse an der Kesselwand sowie ihrer Ausbringung aus dem
Gefrierkessel nach vorhergehender Ansammlung durch Drehrichtungswechsel des auf
die Kesselwand sich einstellenden Leitflügels sind bekannt. Die Flachspatel sind
auch in der Lage die Gefriermasse an den polierten Kesselwänden zuverlässig abzuspateln,
doch wirken sie kontinuierlich auf die Kesselwand ein und lassen der zu gefrierenden
Masse nicht genügend Zeit zur Kälteaufnahme. Die Abspatelung sowie Auftragung der
Masse, die mit jeder Umdrehung der Spatel- und Leitflügel einmal erfolgt, findet
weiterhin zu wenig Zerlegung und Verarbeitung. Nur Kurvenspatelungen, die als Spatelschnecken
innerhalb von ortsfesten Gefrierkesseln exzentrisch zum Kesselmittelpunkt um ihre
eigene Achse umlaufen, berühren die Kesselwand punktweise und spateln bei ihren
Umläufen die Gefriermasse periodisch ab, doch ist auch ihr Vermögen zur Bearbeitung
der Gefriermasse beschränkt, da nur ihre unmittelbar zur Kesselwand an- und ablaufenden
Schneckenwindungen bearbeitend in die Gefriermasse eingreifen und in ihrer übrigen
den Gefrierkessel durchstehenden Höhe nur wenig Einflur auf die Gefriermasse ausüben.
Ihre Wirkung zur Auftragung der Gefriermasse auf die Kesselwand ist aber nicht die
gleiche wie bei umlaufenden Gefrierkesseln, und es werden zu ihrer Anförderung Hilfsorgane
herangezogen. Im übrigen sind diese Ausführungen durch die ihnen eigene komplizierte
Art ihrerAntriebsweise sehr empfindlich, teils sogar unzuverlässig, und es kommenhierbei
wenigstens für innerhalb von Gefrierkesseln nicht zu empfehlende Antriebs- und Schaltelemente
zur Anwendung;
welche die jeweils- schrittweisen Drehbewegungen
der Spatelschnecken in einem Fall durch eine an der Innenseite der Kesselwand angeordnete
Leitkurve, im anderen Fall durch eine exzentrisch zum Mittelpunkt des Gefrierkessels
umlaufende Wippe, welche die Drehzahlen der aufgenommenen Spatelschnecke mittels
eines Schaltrades mit zugeordnetem Schaltklinkenpaar stark herabsetzt, erzeugen.
Die Spatelungen sind des weiteren zu sperrig und bei der Ausbringung der Gefriermasse
aus dem Gefrierkesselhinderlich.Lediglich bei umlaufendenGefrierkesseln sind mit
einfachen außerhalb der Gefrierkessel angeordnetenMaschinenelementen periodische
Spatelungen der verschiedensten Art zu erzielen, die aber ebenfalls starker Untersetzungen
bedürfen, welche, wenn sie an V orgelegewellen für sogenannte Unterantriebe angeordnet
sind, in an die aufnehmende Anlage anzuschließende Nebenräume unterzubringen sind.
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Von den bekannten Speiseeisbereitern unterscheidet sich der Erfindungsgegenstand
dadurch, daß der ortsfest angeordnete Gefrierkessel eine zentrisch umlaufende Hauptwelle
aufweist, die als Hohlwelle ausgebildet innerhalb ihrer Bohrung eine Schaltwelle
drehbar aufnimmt. Die Hauptwelle und die Schaltwelle werden mit nur geringen unterschiedlichen
Drehzahlen angetrieben, wobei die Differenz ihrer Drehzahlen die Periodenzahl für
die periodischen Spatelvorgänge ergeben, die von der Schaltwelle als der Erzeugenden
mit Vor- oder Nacheilung an dem von der Hauptwelle aufgenommenen Spatelorgan zur
Auswirkung gelangen. Bei Wahl einer umlaufenden Spatelschnecke dreht das auf der
Schaltwelle aufzusetzende Zahnrad das Zahnrad der Spatelschnecke über ein -loses
Zwischenzahnrad, das seine Achse mit der exzentrisch zur Hauptwelle angeordneten
Pendelachse der die Spatelschnecke aufnehmenden Wippe gemeinsam hat, bei Wahl eines
Spatel- -und Leitflügels, jedoch bewirkt die Schaltwelle durch einen aufzusetzenden
Exzenter periodische Schaltbewegungen an dem Spatelorgan, durch welche das Spatelorgan
sich von der Kesselwand abhebt und aufsetzt. Die Erzeugung der Drehzahlen von Hauptwelle
und Schaltwelle sind infolge gleicher Antriebselemente, gleicher Drehrichtung und
nur wenig unterschiedlicher Drehzahlen durch ein gemeinsames, unterhalb des Gefrierkessels
anzuordnendes Antriebselement leicht herzustellen.
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Gemäß der Erfindung werden zwei verschiedene Spatel- und Leitflügel
behandelt.
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Der erste, ein einfacher Spatel- und Leitflügel, wird von dem Exzenterstück
der innerhalb des Gefrierkessels zentrisch umlaufenden Hauptwelle mit dem Exzenterbolzen
seiner Brücke pendelnd aufgenommen und durchsteht mit seinem Spatelflügel und dessen
Spatelorgan sowie seinem Leitflügel, die an den beiden Brückenenden angeordnet sind,
den Gefrierkessel in der der Kühlung unterworfenen Höhe. Der Spatel- und Leitflügel
führt durch die seitlich auf ihn einwirkenden Exzenterbewegungen der Schaltwelle
mit seinem ganzen Körper Pendelbewegungen durch, bei denen das Spätelorgan sich
in regelmäßigen Zeitabständen auf die Kesselwand unter feinschichtiger Zerlegung
und Lüftung der von dem Leitflügel stets zuvor aufgetragenen Gefriermasse auf- und
absetzt. Mit Umkehrung der Drehrichtung und Einschwenkung des pendelnden Leitflügels
auf die Kesselwand wird die Gefriermasse durch an dem Leitflügel angesetzte Abstreiferorgane
von Kesselwand und -boden abgenommen, die dann bei starker Rückwärtslage des Leitflügels
besonders leicht aus dem Gefrierkessel gebracht werden kann.
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Der zweite, ein doppelter Spatel- und Leitflügel, wird von der innerhalb
des Gefrierkessels zentrisch umlaufenden Hauptwelle zentrisch aufgenommen und nimmt
selbst an den beiden Flügelenden die Spatelorgane exzentrisch auf, die durch die
Schaltarme von dem Exzenter der Schaltwelle bewirkte, auf die Kesselwand aufsetzende
und abhebende Pendelbewegungen erfahren, welche die Gefriermasse feinschichtig zerlegen,
lüften und gemeinsam mit den starren Flügelenden des Spatelträgers auch auftragen.
Dieser mit beträchtlichen Gefriermassen vor zwei Flügeln arbeitsfähige doppelte
Spatel- und Leitflügel gestattet eine Einfüllmenge an Speiseeisflüssigkeit bis zu
5o °/a des Volumens des ihn aufnehmenden Gefrierkessels.
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Die erste beispielsweise Ausführungsform des neuen Speiseeisbereiters
ist in Abb. i einer Ansicht im Schnitt mit Ansicht des teilweise der Schnittlinie
vorgelagerten Spatel- und Leitflügels, in Abb. 2 einem Querschnitt durch den Gefrierkessel
mit Draufsicht des Spatel- und Leitflügels dargestellt.
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Das an der Bodenplatte i der Speiseeisbereitungsanlage fest angeordnete
Flanschlager 2, 3 nimmt durch sein Flanschteil 2 den Gefrierkessel r1 fest verbunden
und durch sein Lagerteil 3 die Hauptwelle 5 mittels der Kugellager 6 drehbar auf.
Die selbst drehbare Hauptwelle 5, welche durch die Keilriemenscheibe 7 antreibbar
ist, ist als Hohlwelle ausgebildet und schließt die durch die Keilriemenscheibe
9 antreibbare Schaltwelle 8 drehbar ein. Die Keilriemenscheiben 7 und 9 sind durch
Keilriemen mit einem gemeinsamen Antriebselement, wie der Keilriemenscheibe eines
Elektromotors, zu kuppeln. Das in den Gefrierkessel q. hineinragende -Teil der Hauptwelle
5 ist von dem Boden des Gefrierkessels q. an aufwärts durch das Standrohr io geschützt,
während an dem aus dem Standrohr io austretenden Wellenende 5 das Exzenterstück
i i aufsetzbar ist, das durch die Mitnehmerbolzen 12 gegen Verdrehung, durch die
Stellschraube 13 gegen axiale Verschiebung gesichert ist und zur Aufnahme des Spatel-
und Leitflügels 15-25 dient, der mit seinem an der Brücke 15 befestigten
Bolzen 16 in die Bohrung 1q. des Exzenterstückes i i einsetzbar ist. Das eine Ende
der Brücke 15 trägt den Spatelflügel 17 und das durch die starken Blattfedern 18
fast starr mit ihm verbundene Spatelorgan i9, das andere Ende den Leitflügel 2o
mit den Abstreiferorganen 21 und 22. An der Brücke 15 ist weiterhin die gehärtete
Anschlagleiste 23 angeordnet, gegen
die die Schaltbewegungen des
an der Schaltwelle 8 angeordneten Exzenters 26 anlaufen und die mittels ihrer Kurve
24 die an sich ungleichmäßigen Exzenterbewegungen teilweise ausgleicht. Die Blattfeder
25 ist sicherheitshalber zur Miterzeugung des für die Speiseeisbereitung notwendigen
Anpressungsdruckes des auf die Kesselwand 4 einwirkenden Spatelorgans ig vorgesehen,
der im übrigen neben den verschieden auftretenden Fliehkräften des Spatel- und Leitflügels
z5-25 auch durch die Schleifwirkung des Leitflügels 2o stattfindet, die durch das
Abstreiferorgan 22 am Boden des Gefrierkessels 4 bei den Umläufen bewirkt wird.
Der Gefrierkessel 4 ist .durch das Abdeckblech 27 mit der Abdeckung 28 der Anlage
verbunden und durch den Deckel 29 verschließbar. Die Hauptwelle 5 ist unterschiedlich
zur Schaltwelle 8 angetrieben, wobei die Differenz der Drehzahlen die Periodenzahl
des von der Schaltwelle 8 aufgenommenen Exzenters 26 ergibt, mit der dieser an dem
exzentrischen Pendelbolzen 16 die Pendelbewegungen des Spatel- und Leitflügels r5-25
herbeiführt. Der Spatelflügel 17 kommt bei diesen Bewegungen nach Freiwerden seiner
Anschlagleiste 23, 24 vom Exzenter 26 mit seinem Spatelorgan ig auf die Kesselwand
4 zum Aufsetzen (Stellung a) und spatelt unter dem sich steigernden Anpressungsdruck
der Blattfeder 25 sowie anderer auftretender Kräfte die Gefriermasse ab, welche
nach lebhafter Ansammlung vor dem Leitflügel 2o von diesem in seinem größten Abstand
zur Kesselwand 4 (Stellung a1) wieder aufgetragen wird, wobei das Spatelorgan ig
unter der Wirkung des Massedurchganges am Leitflügel 2o einen wesentlichen zusätzlichen
Anpressungsdruck zur Abspatelung der Gefriermasse erfährt, den während des übrigen
Umlaufes der Exzenter 26 selbst aufnimmt. Mit beginnenderAbsetzung des Spatelorgans
ig von der Kesselwand 4 wird :die von dem Leitflügel 2o als ein zylindrischer Mantel
aufgetragene Gefriermasse ständig von dem Spatelorgan ig fein-schichtig abgenommen
und hierbei zwecks Erhöhung des Volumens gut gelüftet und immer wieder von dem Leitflügel
2o von neuem aufgetragen, der, in der Stellung b1 angelangt, durch das in der Stellung
b befindliche Spatelorgan ig keine Zufuhr an Gefriermasse mehr erhält, aber mit
seiner vorher fortschreitend stattgefundenen Annäherung zur Kesselwand 4 einen Ausgleich
zur Masseführung hergestellt hat, der mit einer feinschichtigen Zerreibung und Knetung
der Gefriermasse verbunden gewesen ist. Mit beginnender Aufsetzbewegung des Spatelorgans
ig auf die Kesselwand 4 gleicht der Leitflügel 2o die dauernd verstärkte Anförderung
von Gefriermasse mit seiner größer werdendenAbstandnahme von der Kesselwand 4 wieder
aus, so daß mit dieser Abspatelungs- und Auftragungsweise eine längere Kälteeinwirkung
auf die der Kesselwand nahen Auftragsschichten und eine gute Durcharbeitung der
der Kesselwand entfernten Auftragsschichten ständig stattfindet.
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Nach Beendigung des Gefrierprozesses wird der Spatel- und Leitflügel
15-25 in seiner Drehrichtung umgesteuert, wobei der Leitflügel 2o sich in der aufgetragenen
Masse fängt, unter diesem Druck mit seiner Blattfeder 25 von dem Exzenter 26 in
günstiger Exzenterstellung abspringt und durch Einstellung auf die Kesselwand 4
(Stellung cl) mittels seiner Abstreiferorgane 21 und 22 die Gefriermasse ansammelt,
die dann nach seinem Stillstand von der infolge seiner exzentrischen Anordnung weit
in den Gefrierkessel 4 gehenden rückwärtigen Strecklage mit wenigen Abstrichen besonders
leicht ausgebracht werden kann. Nach nochmaligem, den Gefrierkessel 4 reinigendem
Umlauf ist dann der leicht herausnehmbare Spatel- und Leitflügel r5-25 über den
Konservatorbüchsen von den letzten Masseresten säuberlich abzustreifen.
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Die zweite beispielsweise Ausführungsform des neuen Speiseeisbereiters
ist in Abb. 3 einer Ansicht im Schnitt und in Abb.4 einem Querschnitt durch den
Gefrierkessel mit Draufsicht des doppelten Spatel- und Leitflügels dargestellt.
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Das an der Bodenplatte 31 der Speiseeisbereitungsanlage fest angeordnete
Flanschlager 32, 33 nimmt durch sein Flanschteil 32 den Gefrierkessel 34 fest verbunden
und durch sein Lagerteil 33 die Hauptwelle 35 mittels der Kugellager 36 drehbar
auf. Die selbst drehbare Hauptwelle 35, -die durch das Zahnradpaar 37, 38 antreibbar
ist, ist als Hohlwelle ausgebildet und schließt die durch das Zahnradpaar 39, 4o
antreibbare Schaltwelle 41 drehbar ein. Die Zahnräder 38 und 40 sind durch die gemeinsame,
in den Kugellagern 43 gelagerte Vorgelegewelle 42 fest verbunden und bewirken unterschiedliche
Drehzahlen der Hauptwelle 35 und der Schaltwelle 41, die durch den aufgesetzten
Exzenter 51 die Periodenzahl der Spatelvorgänge bewirkt. Das in den Gefrierkessel
34 hineinragende Teil der Hauptwelle 35 ist von .dem Boden des Gefrierkessels 34
an aufwärts durch das Standrohr44 geschützt, während an dem aus dem Standrohr 44
austretenden Wellenende 35 der Spatelträger 45 des doppelten Spatel-und Leitflügels
45-49 zentrisch aufsetzbar ist, der durch die Mitnehmerbolzen 5o gegen Verdrehung
gesichert ist. Der Spatelträger 45 nimmt die Spatelorgane 46 durch die mit ihnen
fest verbundenen Spatelwellen 47 drehbar auf, welche durch fest aufgesetzte Schaltarme
48 von dem Exzenter 51 der Schaltwelle 41 in der Weise gesteuert werden, daß die
Spatelorgane 46 der Drehbewegung des Exzenters 51 folgend infolge ihrer entgegengesetzten
Lage nacheinanderfolgend auf die Kesselwand 34 einwirken und den hierzu erforderlichen
Anpressungsdruck zur Abspatelung der Gefriermasse teils durch an den Schaltarmen
48 vorzugsweise befestigten Spiralfedern 49, die sich mit wechselnder Wirkung selbsttätig
spannen, teils durch den Massedruck der jedem Spatelorgan zur Verarbeitung vorgelagerten
Masse selbst erfahren. Soll eine gleichzeitige Spatelwirkung der Spatelorgane 46
bewirkt werden, so ist an der Schaltwelle 41 ein zweiter Exzenter anzubringen, der
gegen den Exzenter 51 um i 8o° versetzt ist. Der Gefrierkessel 34 ist durch das
Abdeckblech 52 mit der Abdeckung 53
der Anlage verbunden und durch
den Deckel 54 verschließbar. Der an dem Spatelträger 45 befestigte Spatel 55 dient
zur Abspatelung des Gefrierkesselbodens 34. Die Spatelweise des doppelten Spatel-und
Leitflügels 45-49 kann unterAnstauung wesentlicher Gefriermassen vor beiden Flügeln
stattfinden, wobei die pendelnden Spatelorgane 46, deren Bewegungen nachfolgend
oder auch gleichzeitig sein können, die Gefriermasse von der Kesselwand 34 zuverlässig
abspateln, im übrigen feinschichtig zerlegen, lüften und gemeinsam mit den starren
Flügelenden des Spatelträgers 45 auf die Kesselwand auftragen. Die Einfüllmenge
an Speiseeisflüssigkeit kann bis zu 5o°/a Volumen des Gefrierkessels 34 betragen.
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Der Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß die Haupt-
und Schaltwellen der Speiseeisbereiter infolge nur geringer unterschiedlicher Drehzahlen
mittels gleicher Maschinenelemente, die jeweils mit einem gemeinsamen Antriebselement
kuppelbar sind, angetrieben werden können und als vollständige Unterantriebe in
der nur denkbar einfachsten Weise bei absoluter Zuverlässigkeit zu verwenden sind,
ohne daß zur Erzeugung der periodischen Spatelbewegungen Untersetzungsgetriebe mit
teils umfangreichen inner- oder außerhalb der Gefrierkessel anzubringenden Nebenelementen
in Anspruch genommen werden müssen, daß weiterhin die die periodischen Bewegungen
an den Spatelorganen der Hauptwellen bewirkenden Schaltwellen geschützt und unsichtbar
innerhalb der Hauptwellen laufend in idealer Weise in die Gefrierkessel gelangen,
wo sie von zentrischer Lage aus sämtliche Schaltbewegungen, seien es rotierende,
durch Zahnräder od. dgl. bewirkte, oder pendelnde, schiebende, durch Exzenter, Kurbeln
oder gar durch profilierte Steuerkörper verursachte Bewegungen der verschiedensten
Art tätigen können. Die Vorteile der gezeigten Spatel- und Leitflügel sind verschieden.
Der einfache Spatel- und Leitflügel bewirkt als starrer und robuster Körper durch
seine exzentrischenPendelbewegungen zurKesselwand, besondere die Bearbeitung der
Gefriermasse begünstigende Bewegungen, wobei der Leitflügel im Vorlauf dem Spatelorgan
einen zusätzlichen Anpressungsdruck zur sicheren Abspatelung der Gefriermasse von
der Kesselwand erteilt, im Rücklauf die Gefriermasse zwecks Entnahme aus dem Gefrierkessel
ansammelt. Der doppelte Spatel- und Leitflügel läßt bei guter Spatelungs- und Verarbeitungsweise
der Gefriermasse eine wesentlich größere, bis zu 5o°/o gehende Anfüllung an Speiseeisflüssigkeit
des Gefrierkesselfassungsvermögens zu, was ihn zum geeigneten Werkzeug für Speiseeisbereiter
von Arbeitsräumen macht.