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Misch- und Knetmaschine mit einem mit der Innenfläche eines umlaufenden
Troges zusammenarbeitenden Knetarm Die Erfindung bezieht sich auf denjenigen bekannten
Misch- und Knetmaschinentyp, bei dem der mit der Innenfläche eines umlaufenden Troges
zusammenarbeitende Knetarm durch ein Gelenkviereck mit zwei an zwei Festpunkten
des Maschinengestells gelagerten Lenkern verbunden ist. Bei solchen bekannten Maschinen
kann die durch einen Kurbeltrieb erzeugte Schwingbewegung dadurch verändert werden,
daß man die Entfernung zweier Gelenkpunkte des Gelenkvierecks voneinander veränderbar
macht. Durch die Schwingbewegung des Knetarmes, innerhalb des, umlaufenden Troges
wird bei derartigen in. der Bäckerei-, Süßwaren, und Speiseeis verarbeitenden Industrie
gebräuchlichen und bewährten Maschinen eine schnelle Beendigung des Misch-, Knet-
und Homogenisiervorganges im wesentlichen dadurch erreicht, daß der Knetarm bei
seiner Schwingbewegung ständig abwechselnd von der äußersten Randzone bis zu einer
mittleren Ringzone des Troges hin und her wandert und auf diese Weise alle Gemischbestandteile
in den Arbeitsprozeß einbezieht. Bei derartigen Maschinen ergeben sich jedoch verhältnismäßig
große Belastungsschwankungen, wenn der Knetarm, der meistens der Kontur der Trogerzeugenden
angepaßt ist, in seiner gesamten Länge von unten bis zur Nähe der oberen Trogkante
für eine gewisse Zeit an der Trogwand anliegt.
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In dieser Beziehung soll erfindungsgemäß dadurch eine Besserung erzielt
werden, daß man die
Kontur der mit der Troginnenwand zusammenarbeitenden
Schabekante des Rühr- oder Knetarmes gekrümmt ausführt, wobei der Krümmungsradius
in allen Fällen kleiner sein soll als der Krümmungsradius der Trogerzeugenden an
irgendeinem Punkt. Ferner ist als ein weiteres Merkmal ein schneller Mischerfolg
bei ziemlich gleichmäßiger Belastung des Maschinenantriebs erfindungsgemäß dadurch
zu erzielen, daß man die Lenkvorrichtung für den Rührarm bei entsprechender Anordnung
der in ihrer Lage zueinander veränderbaren festen Gelenkpunkte des Gelenkvierecks
so ausführt, daß die Schabekante des Rühr-und Knetarmes sich abwechselnd beim Hingang
auf der Trogerzeugenden und beim Rückgang auf einer im inneren Abstand zu ihr verlaufenden
gedachten Kurve abwälzt, also eine Art Schaukelbewegung ausführt. Es findet bei
diesem Abwälzen also immer nur eine Punkt- bzw: kurze Linienberührung zwischen Rührarm
und Troginnenfläche beim Hingang statt, so daß das Drehmoment keine so hohen Spitzen
aufweisen kann wie bei den bekannten Maschinen, bei denen der Rührarm sich in seiner
ganzen Länge an die Troginnenwand anlegt. Auch bei der rückkehrenden Schaukelbewegung
des im Abstand von der Troginnenwand arbeitenden Rührarmes ist der von diesem auf
die Trogwand und die dazwischenliegenden Masseteilchen ausgeübte Preßdruck lokal
begrenzt. Die Stelle größten Preßdruckes wandert dabei von unten nach oben. Auf
diese Weise ergibt sich die Möglichkeit der Erzeugung von Teilströmungen der durch
die Schaukelbewegung gepreßten und immer wieder durch den umlaufenden Trog in den
Preßapalt hineingeführten Masse oberhalb und unterhalb der Stelle größten Preß.cfruckes.
Solche Teilströmungen begünstigen natürlich die Mischwirkung und verhindern die
Einstellung nur laminarer Mischströme.
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Zweckmäßigerweise wird erfindungsgemäß der Gelenkzapfen einer der
beiden im Maschinengestell gelagerten Ge-lenkviereckszapfen darin exzentrisch gelagert,
so daß durch .die Verdrehung dieses z. B. mit exzentrischen Lagerzapfen ausgeführten
Zapfenkörpers der eigentliche Gelenkzapfen des Gelenkvierecks selbst seinen Abstand
von dem anderen Gelenkzapfen verändert, wodurch dann eine Änderung der Bewegungsbahn
des Knetarmes hervörgerufen wird. Diese Verdrehung erfolgt mit der Frequenz des
Kurbelantriebs der Lenkvorrichtung bei jedem Arbeitsspiel des Knetarmes einmal von
der einen Grenzstellung in die andere und wieder zurück. Durch diese zwangläufige
Verstellung wird der Knetarm gezwungen, die bereits oben. erläuterten beiden Abwäl.zbewegungen
einmal an der Trogwand entlang und einmal in Form einer ähnlichen rückkehrenden
Schaukelbewegung im Abstand von der Trogwand auszuführen.
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Erfindungsgemäß fällt die Verstellvorrichtung für den Gelenkviereckszapfen
verhältnismäßig einfach aus, wenn in-an mit dem Bolzen einen Schwenkhebel verbindet,
der zunächst durch einen mit dem Kurbeltrieb irgendwie verbundenen Anschlag -z.
B. dien Kurbelzapfen selbst - bis zu seinem Ausklinken mitgenommen wird, um danach
-z. B. durch Federkraft unter Verwendung einer an dem Kurbeltrieb bzw. seiner Schubstange
angeordneten Kurvenscheibe - wieder in die Ausgangslage zurückgezogen oder zurückgedrückt
zu werden.
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Aus Montagegründen ist es erfindungsgemäß sehr vorteilhaft, wenn man
nicht nur die Anlenkzapfen des Gelenkvierecks am Maschinengestell exzentrisch lagert,
sondern auch die übrigen Zapfen in .feststellbaren Exzenterbüchsen anordnet, so
daß man auch auf diese Weise einen zusätzlichen Ausgleich der Bewegungsbahn der
Rührarmes in bezug auf den Trog herbeizuführen vermag.
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Für die Feinsthomogemisierung des Gemisches ist es wichtig, auch den
im Sinne der Erfindung bewegten Rührarm noch zusätzlich mit einer verstellbaren
Abstreiferleiste zu versehen.
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Ein Ausführungsbeispiel einer Maschine gemäß der Erfindung ist aus
der Zeichnung in zahlreichen Einzeldarstellungen ersichtlich. Es zeigt Fig. z das
Rührwerk in Seitenansicht, und zwar in Richtung der in Fig. 2 eingezeichneten Pfeile
A und B, bei geschnittenem Trog, Fig. 2 einen Grundriß des Rührwerkes zu Fig. i,
jedoch unter Weglassung des Antriebsmotors, Fig. 3 und 4 das Rührwerk nach Fig.
i, jedoch in fortgeschrittenen Knetarmstellungen, Fig. 5 die Mittel zur Grundeinstellung
des Knetarmes in bezug auf seine beiden oberen Anlenkpunkte an den Lenkern des Gelenkvierecks,
Fig. 6 einen Grundriß zu Fig. 5, Fig. 7 bis g eine andere Ausführungsform der Anlenkung
des Knetarmes an der Maschinengrundplatte mit einer Einrichtung zur periodischen
Lageveränderung eines der beiden Grundänilenkzapfen des Gelenkvierecks während eines
Kurbeltriebumlaufs, Fig. io bis 12 einen Knetarm mit verstellbar daran befestigter
Abstreiferleiste in Seitenansicht, Querschnitt nach Linie C-D und zugehörigem Längsschnitt,
Fig. 13 und 14 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Abstreiferleistenbefestigung
in Seitenansicht und Querschnitt nach Linie E-F.
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Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist ein Trog i in einen Tragring
2 eingesetzt, auf dem ein Antriebsrad, z. B. eine Schnürscheibe 3, :sitzt, deren
Riemen 4 über eine Scheibe 5 läuft. Dieselbe Welle 6, auf der die Schnurscheibe
5 befestigt ist, trägt auch eine weitere Scheibe, über die ein Riemen 18 zur Scheibe
i9 läuft, die auf der Welle 2o des Antriebsmotors 7 sitzt, so daß bei laufendem
Motor 7 über die Riemen i8 und 4 der Trog i in Umdrehung versetzt wird. In diesen
Trog i ragt ein Knet- und Rührarm 8 hinein, dessen Schabkantenkonitur stärker gekrümmt
ist als die erzeugende Mantellinie des Troges i.
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Der Knetarm 8 ist über ein Gelenkviereck (i2, 13, 16, 17) an
in zwei Festpunkten 12 und 13 des Maschinengestells 14 gelagerten und durch einen
Kurbeltrieb in Schwingungen versetzten Lenkern io
und i i angelenkt.
Sein winkelartig abgebogener Arm 15 ist mittels Gelenkzapfen 16 und 17 mit den schwingbaren
Enden der Lenker io und i1 verbunden.
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Auf der Motorwelle 20 sitzt eine Schnecke 21, die ein in der festen
Grundplatte 14 bei 22 gelagertes Schneckenrad 23 antreibt. Exzentrisch zu der Schneckenradachse
24 ist ein Zapfen 25 angeordnet, an dem eine Schubstange 26 angreift, die zum Bolzen
16 führt. Die Drehung des Schneckenrades 23 veranlaßt eine entsprechende Schwingung
der Lenker io und i i.
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Die Schubstange 26 verlagert den Knetarm 8 und seine Bahn so, wie
in Fig. i, 3 und 4 der Reihe nach dargestellt ist, daß er zunächst sich an der Innenfläche
des Troges von unten nach oben abwälzt (Fig. 3) und dann während der restlichen
Drehung des Schneckenrades 23 (Fig.4) von der Troginnenwand abgehoben in einem gewissen
Abstand seiner Bewegungskurve von der Troginnenwand zurückbewegt.
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Da der Lenker io kürzer ist als der Lenker ii, so führt bei einer
Schwingung der Lenker io, ii um die beiden Festpunkte 12, 13 etwa in Richtung des
Pfeiles 34 der Knetarm 8 nicht nur eine Schwingbewegung von links nach rechts (Fig.
i) aus, sondern er wird auch gehoben und später gesenkt. Es entsteht dadurch eine
zusammengesetzte Bewegung, bei welcher die Schabekantenkontur des Knetarmes sich
abwechselnd beim Hingang auf der Trogerzeugenden selbst und rücklehrend längs einer
im Abstand von der Trogerzeugenden verlaufend gedachten Kurve zurück von unten nach
oben abwälzt, wobei in einer Art Schaukelbewegung immer nur eine Punkt- bzw. kurze
Linienberührung zwischen Rührarm und Troginnenfläche beim Hingang stattfindet.
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Bei der eigenartigen Schaukelbewegung während des Umlaufs des Trogmantels
wird also der Knetarm zeitweise ganz von der Innenseite des Troges i abgehoben und
dann wieder in nur kurzer Linienberührung angelegt, so daß die Masse nicht nur gerührt,
sondern auch gequetscht bzw. durchgeknetet wird, was der Masse den sämigen Gehält
gibt und verhindert, daß sich Knollen bilden können, worauf dann wieder ein Abschaben
des Rührgutes von der Trogwand stattfindet.
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Da die Abstreiferleiste 48 des Knetarmes sich mit der Zeit abnutzt,
so daß ein einwandfreies Abschaben nicht meihr stattfindet und dadurch die Masse
eine Art unerwünschter Marmorierung erhält, ist Vorsorge getroffen, dies zu verhindern.
Um dies zu erreichen, sind .die beiden Gelenkzapfen 16 und 17 verstellbar gemacht.
Zu diesem Zweck sind auf ihnen Exzenterbüchsen 27, 28 angeordnet (Fit. 5 und 6),
durch welche der ganze Knetarm 8, 48 auf einfache Weise verstellt werden kann. Diese
Exzenterbüchsen sind mit Rastenverzahnungen 29, 30 versehen, in welche die
Enden einer bei 31 am Arm 15 gelagerten Feder 32 eingreifen und so eine unbeabsichtigte
Drehung der Exzenterbüahsen 27, 28 verhindern. Sollen die Büchsen verstellt werden,
dann biegt man die Feder 32 so weit zurück, bis ihr Ende aus den Verzahnungen 29
bzw. 30 heraustritt, alsdann verdreht man die Exzenterbüchsen nach Maßgabe einer
Skala und läßt schließlich die Feder 32 wieder einfallen.
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Weiterhin ist die Möglichkeit gegeben, den Knetarm 8, 48 schnell auszuwechseln,
und zwar dadurch, daß die beiden Bolzen 16, 17 herausnehmbar ;gemacht sind. Durch
Herausnehmen der Bolzen kann der Knetarm 8, 48 freigelegt und nach oben abgenommen
werden. Es kann aber nicht nur der Knetarm 8, 48 rasch ausgewechselt werden, sondern
auch der Trog i. Dadurch isst man in der Lage, verschiedene Massen hintereinander
zu rühren und Innalt samt Trog i an eine bestimmte Stelle weiterzuleiten. Man kann
also mit ein und demselben Rührwerk und mehreren Trögen i verschiedene Massen nacheinander
verarbeiten.
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Von besonderer Bedeutung ist daher, daß für das Rührwerk keine Mittelwelle
notwendig ist, die das Auswechseln und Reinigen des Troges i erschweren würde.
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Schließlich ist noch für die Riemen 4 und 18 ein Riemenspanner vorgesehen,
der .aus zwei Gelenkhebeln 37 und 38 und einer Feder 41 besteht, von denen der Hebel
38 mit Zapfen 39 in einem Auge 4o der Grundplatte 14 schwenkbar gelagert ist.
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Bei dem bis jetzt beschriebenen Ausführungsbeispiel nach den Fig.
i bis 6 handelt es sich um ein Rührwerk mit umlaufenidem Trog und in diesem entlang
der Trogmantelfläche hinabreichendem Knetarm, wobei der Knetarm eine Schwingbewegung
im Sinne eines Abwälzens auf der Innenfläche der Trogwandung ausführt.
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Das Ausführungsbeispiel nach den Fi.g. 7 bis 9 zeigt ein gleiches
Rührwerk, jedoch ist zusätzlich noch eine Einrichtung vorgesehen, die den Knetarm
derart steuert, daß er außer der bereits beschriebenen Bewegung auf .dem Rückweg
auch noch eine Abhebebewegung ausführt.
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Hier ist die Schubstange 26 wiederum,durch den Gelenkzapfen 16 mit
dem Lenker io und durch den Kurbelzapfen 25 mit dem Schneckenrad 23 verbunden (vgl.
auch Fig. 2). In dem Lager 14 ist um den Gelenkviereckszapfen 13 ein Schwenkhebel
42, 43 gel'e'gt, dessen Hebelteil 42 unter der Wirkung einer Rückziehfeder 44 steht,
während der Hebelteil 43 einen Steuerstift 45 trägt. Außerdem besitzt der Hebelteil
43 noch eine Anschlagfläche 46, die mit dem Kurbelzapfen 25 in dem weiter unten
beschriebenen Sinn zusammenarbeitet. Auf der Schubstange 26 sitzt eine Leitkurve
47, die mit dem Steuerstift 45 zusammenarbeitet, und zwar in folgender Weise: Sobald
das Schneckenrad 23 sich in Richtung des in Fig.7 eingezeichneten Pfeiles dreht,
wird der Kurbelzapfen 25 mitgenommen und somit die Schubstange 26. Dabei gleitet
der Kurbelzapfen 25 entlang der Anschlagfläche 46, wobei diese entgegen der Wirkung
der Rückziehfeder 44 nach links zurückgedreht wird, und zwar so lange, bis der Kurbelzapfen
25 die höchste Stellung nach Fig. 8 erreicht hat. Durch die Exzentrizität des Gelenkzapfens
13 wird der Knetarm von dem
Trogmantel abgehoben, und zwar nur auf
dem Rückweg. Damit wird eine längere Gefrierzeit bei Eismaschinen erreicht, weil
nur auf dem Hinweg abgestreift wird. Jetzt ist der Schwenkhebel 42, 43 freigegeben,
so daß di!e Rückziehfeder 44 ihn ruckartig zurückziehen würde, wenn nicht die Steuerkurve
47 auf der Schubstange 26 vorgesehen wäre. Bei der Schwingung des Schwenkhebels
42, 43 trifft nämlich der Steuerstift 45 auf die Steuerkurve 47 auf, und während
sich das Schneckenrad 23 weiterdreht, senkt sich die Kurbelstange 26, so daß der
Steuerstift 45 allmählich der Bahn der Steuerkurve 47 entlanggleitet, bis er von
der Stellung nach Fig. 8 in diejenige nach Fig. 9 gelangt. Bei einer Weiterdrehung
des Schneckenrades 23 macht der Kurbelzapfen 25 die kreisende Bewegung mit und gelangt
dabei schließlich von der Stellung nach Fig. 9 in diejenige nach Fig. 7. Nun haben
die einzelnen Teile die ursprüngliche Lage wieder eingenommen, und der Vorgang wiederholt
sich.
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Diese besondere Ausführung hat den Vorteil, daß durch das Abheben
des Knetarmes 8 von der Troginnenfläche eine längere Frierzeit und damit eine größere
Leistung erreicht wird.
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Bei den bis jetzt beschriebenen Ausführungsbeispielen nach den Fig.
i bis 9 ist der Knetarm 8 mit einer Abstreiferleiste 48 ausgestattet. Damit nun
bei einer Abnutzung der Abstreiferleiste 48 der Rührarm weiterhin benutzt werden
kann, ist die Abstreiferleiste 48 am Knetarm 8 nachst-ellbar. Fig. io bis 12 zeigen,
wie die Abstreifer'leiste 48 mit Schrägschlitzen 49 versehen und die Abstreiferleiste
48 von einer Platte 5o teilweise abgedeckt ist. Mit Hilfe der Schrauben 51 werden
die Platte 5o und die Abstreiferleiste 48 auf den Knetarm 8 gehalten. In einer Aussparung
52 des Knetarmes 8 liegen zwei Schieber 53, die von den Stiften 54 geführt werden,
und: zwei um Zapfen 55 schwingende Lenker 56. Gegen eine Stellschraube 57 mit konischem
Kopf am Knetarm 8 stützen sich die beiden Schieber 53 ab. Bei einer Verstellung
der Schraube 57 verschiebt deren konischer Kopf die beiden Schieber 53 in Richtung
der in Fig. io eingezeichneten Pfeile nach außen. Dabei steuern die Enden der Schieber
53 die Lenker 56 derart, daß diese um die Zapfen 55 :schwingen und dabei einen Druck
auf die Abstreiferk.iste 48 amsüben, derart, daßdiese aus ihrer Fassung in den Schrägschlitzen
etwas heraus:geschoben wird. Die Schlitze 49 sind so angeordnet, daß die Abstrei.ferleiste
48 genau parallel verschoben wird.
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Ein anderes Ausführungsbeispiel zeigen die Fig. 13 und 14.
Hier sind in dem Knetarm 8 Bolzen 58 drehbar, aber nicht verschiebbar gelagert.
Sie sind mit Innengewinde versehen, in welche Schraubenbolzen 59 eingreifen (vgl.
Fig. i4). Diese Schraubenbolzen 59 greifen mit Zapfen 6o in Schlitze 61 der Abstreiferleiste
48 bzw. einer darin vorgesehenen Fassung 62 (Fig. r3). Wird nun der Bolzen 58 gedreht,
dann werden die Zapfen 6o verschoben und nehmen dabei die Fassung 62 und somit auch
die Abstreiferleiste 48 mit, wobei diese, da sie mit Schrägschlitzen 49 versehen
ist, nach außen hin verschoben wird.