DK154115B - Apparat til afskaering af en ekstruderet, halvflydende stroem - Google Patents

Description

DK 154115 B

o

Den foreliggende opfindelse angår i almindelighed ekstrudering af bløde iscremeprodukter på en transportør med henblik på hård frysning, nærmere betegnet en skæremekanisme til udskæring af den ekstruderede strøm 5 til stænger.

Apparater til udskæring af blød iscreme til stænger, når iscremen ekstruderes fra en dyse, er velkendte.

Ved en sådan mekanisme er varmetråde understøttet af en skærslæde, der er fastgjort til en frem- og tilbagegående 10 luftdrivcylinder. Den frem- og tilbagegående luftcylinder driver den varmetråd gennem den ekstruderede strøm og trækker dernæst tråden tilbage. Den frem- og tilbagegående luftdrivcylinder er fastgjort til en anden frem- og tilbagegående luftcylinder, som er anbragt over den, og som 15 løfter og sænker drivcylinderen, når tråden passerer gennem strømmen. På denne måde kan der opnås et skråt snit gennem den i bevægelse værende strøm, og tråden kan trækkes tilbage uden at danne yderligere kontakt med strømmen. Skønt dette apparat frembringer i hovedsagen flade iscreme-stænger 20 med ensartet form og tykkelse, hvilke iscremestænger falder i samme retning, når de forlader udskæringsmekanismen, er det kun velegnet til anvendelse i forbindelse med en enkelt ekstruderingsdyse, og det kræver omhyggelig tidsstyring og drøvling af de særskilte luftcylindre med henblik på 25 opnåelse af den ønskede bane og fase i forhold til transportøren. Desuden nødvendiggør den kraftige periodiske bevægelse af cylindrene en hyppig justering og udskiftning af dele af anlægget. Medmindre afgangsplanet for ekstruderingsdysen flugter med skæretrådens bane gennem dysestrømmen, kan ud-30 skæringsapparatet endvidere være tilbøjeligt til at forstyrre strømmen, da tråden, når den passerer gennem strømmen, skubbes imod en lamgere og længere søjle af strømmen.

Ved en anden kendt udskæringsmekanisme anvendes der to frem- og tilbagegående varmtrådsskæreapparater. Ved dette 35 anlæg nærmes trådene til hinanden fra modstående sider af strømmen, så at de mødes næsten midt i strømmen. Begge trådene bevæger sig langs en i hovedsagen ret linie, og deres skærebaner 2

DK 154115B

O

hælder nedad med henblik på tilvejebringelse af en flade, som står vinkelret på strømmens akse. Dette apparat frembringer også iscremestænger med ensartet form og tykkelse, hvilke stænger er tilbøjelige til at falde i samme ret-5 ning, når de forlader dysestrømmen. Skønt denne type udskæringsmekanisme ikke frembringer en forstyrrende kraft på strømmen under udskæringen, har den en alvorlig ulempe, som består i, at der efterlades en midterribbe på stangen, efter at denne er udskåret. Desuden er denne mekanisme også 10 kun velegnet i forbindelse med en enkelt ekstruderingsdyse.

Da banen for hver tråd dannes ved en kombination af en krumtap- og skydemekanisme, som er udsat for hurtigt slid, kræves der hyppige justeringer og udskiftninger, hvilket naturligvis afbryder produktionen.

15 Med opfindelsen er tilvejebragt et apparat til afskæ ring af en halvflydende strøm, hvor apparatet på let justerbar måde kan frembringe en stang med over- og underside, der står praktisk taget vinkelret på dens sideflader. Dette opnås ifølge opfindelsen ved den i krav 1 viste udformning, hvor apparatet 20 ifølge opfindelsen omfatter en elektrisk opvarmet tråd udspændt mellem to understøtninger på en. slæde, som er anbragt under en ekstruderingsdyse. Når materialestrømmen passerer nedad fra dysen, overskærer tråden strømmen, idet den passerer gennem denne. En drivmekanisme understøtter slæden og bevæger denne og 25 følgelig også skæretråden langs en i hovedsagen elliptisk bane, hvis storakse er meget længere end dens lilleakse. Slæden er anbragt således i forhold til strømmen, at tråden kun danner kontakt med den i bevægelse værende strøm langs den øvre, flade del af den elliptiske bane. Hældningen af ellipsens stor-30 akse kan indstilles i forhold til strømmen således, at tråden kan frembringe et på strømretningen vinkelret snit gennem strømmen.

Drivmekanismen indbefatter to parallelle understøtningsstænger, og slæden er frit forskydelig langs disse.

Stængerne er ved deres op til hinanden stødende ender fastgjort til understøtningsblokke, som er svingeligt fastgjort 35

DK 154115 B

O

3 til et synkroniseret par af ydre krumtappe, der er monteret excentrisk på drejelige aksler. Når krumtappene roterer, følger underst^tningsblokkene en cirkulær bevægelsesbane. Da slæden er frit forskydelig langs stængerne, vil de ydre krumtap- 5 pe kun tildele slæden en simpel harmonisk bevægelse i retning vinkelret på stængerne.

En central krumtap er anbragt mellem de to ydre krumtappe og er også monteret excentrisk på en drejelig aksel, som drejer med en regulerbar fase i forhold til de 10 to synkroniserede, ydre krumtappe. Den centrale krumtap hviler.' inde i en rille bag på udskæringsslæden, hvilken rille står vinkelret på de to understøtningsstænger.

Den centrale krumtap er frit drejelig inde i denne rille og kan bevæge sig langs denne. Når den centrale krumtap føl-15 ger en cirkulær bane, tildeler den således kun slæden en simpel harmonisk frem- og tilbagegående bevægelse parallelt med de understøttende stænger.

De ydre, roterende krumtappe og den centrale krumtap frembringer i kombination en i hovedsagen elliptisk bevægelse 20 af udskæringsslæden. Når den centrale krumtap er i fase med de ydre, synkroniserede krumtappe, flugter den ene af ellipsens akser med de understøttende stænger, mens den anden flugter med rillen bag på slæden. Forholdet mellem radius for den centrale krumtap og radierne for de synkroniserede, ydre 25 krumtappe er væsentligt større end én, og derfor vil ellipsens storakse være væsentligt længere end dens lilleakse.

Hvis ellipsens storakse står vinkelret på strømmens akse, vil udskæringstråden frembringe et skråt snit gennem strømmen. Derfor er fasen af den centrale krumtap i forhold til de 30 synkroniserede, ydre krumtappe justerbar således, at skæretråden kan frembringe en stang med over- og undersider, der står vinkelret på dens sideflader.

De synkroniserede, ydre krumtappe og den centrale krumtap er alle forbundet med samme drivmekanisme ved hjælp 35 af simple mekaniske drev. Tidsstyringen af drivorganerne kan justeres i forhold til positionen af den modtagende trans- 4

DK 154115B

O

portør således, at udskæringstråden vil overskære strømmen til det rigtige tidspunkt- Da ethvert punkt på slæden følger parallelle baner, kan den samme mekanisme understøtte adskillige udskæringstrådenheder; Det foreliggende apparat kan der-5 for anvendes til udskæring af flere strømme på samme tid. Hastigheden af drivmekanismen kan forøges eller nedsættes i overensstemmelse med antallet af dysestrømme, som udskæres. Ved kontinuerlig funktion følger udskæringsmekanismen den ene cyklus efter den anden og foretager altid en udskæ-10 ring i samme retning, helt hen over dysestrømmen. De derved frembragte stænger har ensartet form og tykkelse, og de har en jævn overside, da snittet sker kontinuerligt. Da snittet altid forløber i den ene retning, vil stængerne alle falde i samme retning. Skønt orienteringen af udskæringsbanen i 15 forhold til dysestrømmen kan udvælges til tilvejebringelse af en stang, hvis over- og undersider står vinkelret på dens sideflader, kan dette medføre en tilbøjelighed til forstyrrelse af strømmen, og derfor kan faseforholdet mellem de to krumtapsystemer justeres således, at skærebanen ligger 20 i hovedsagen parallelt med dyseafgangen.

Den frem- og tilbagegående banebevægelse af udskæringsslæden frembringes ved en kombination af kontinuerligt roterende bestanddele og frem- og tilbagegående systemer med gode accelerations— og retarderingsegenskaber. De tre krumtap-25 pe er ved hjælp af en simpel mekanisk ledforbindelse forbundet med drivarrangementet. Denne kombination resulterer i en blød gang uden pludselige stød. Den foreliggende kombination af to simple harmoniske bevægelser, der ved hjælp af simple mekaniske ledforbindelser kobles til et enkelt drev, resulterer 30 i en blød, problemfri, kontinuerlig funktion.

Appafatet ifølge opfindelsen beskrives i det følgende nærmere under henvisning til tegningen, på hvilken fig. 1 viser et apparat ifølge opfindelsen, i perspektiv, 35 fig. 2 den ifølge opfindelsen anvendte udskærings slæde, i perspektiv, 5

DK 154115 B

O

fig. 3 den ifølge opfindelsen anvendte udskæringsslæde, set bagfra, fig. 4 de ifølge opfindelsen anvendte krumtapmekanismer, set forfra, 5 fig. 5 apparatet ifølge opfindelsen, set fra oven, fig. 6 et apparat ifølge opfindelsen, set forfra, fig. 7 skematisk bevægelsen af en udskæringstråd i overensstemmelse med den foreliggende opfindelse, og fig. 8 skematisk bevægelsen af udskæringstråden 10 i forhold til dysestrømmen.

Fig. 1 viser en slæde 6 og udskæringstråde 10, der er anbragt mellem dyser 2 og en båndtransportør 4.

Når fødevarestrømmen 12 ekstruderes fra dyserne 2, udskæres den af de elektrisk opvarmede tråde 10 og falder ned 15 på transportøren 4, som fører det udskårne produkt ind i en frysehvælving. Ved den foreliggende udførelsesform bærer hver plade på transportøren 4 to fødevarestænger.

Som vist i fig. 2 er en udskæringsstang 8 og udskæringstrådene fastgjort til slæden 6, som er understøttet af 20 stænger 14 og 16. Stængerne 14 og 16 er anbragt indbyrdes parallelt og er ved deres op mod hinanden stødende ender fastgjort til understøttende blokke 18 og 20, så at slæden 6 er frit forskydelig langs stængerne 14 og 16. Som vist i fig. 3 er der inde i understøtningsblokkene 18 og 20 25 anbragt lejer 26 og 28. Stænger 30 og 32 er fastgjort bag på slæden 6 til dannelse af en rille 34, der står vinkelret på understøtningsstængerne 14 og 16 og ligger i et plan parallelt med stængerne 14 og 16's plan.

Som vist i fig. 4 og 5 er sidekrumtappe eller ydre 30 krumtappe 36 og 38 monteret excentrisk på sideaksler 40 og 42. Sidekrumtappene 36 og 38 er som vist indført i hver sit af lejerne 26 og 28. En drejelig, central krumtap 44 er som vist anbragt inden i rillen 34. Når sideakslerne 40 og 42 drejer, følger sidekrumtappene 36 og 38 en cirku-35 lær bane, hvorved de bevæger enderne af stængerne 14 og 16 i en tilsvarende bane. Da slæden 6 er frit forskydelig langs

DK154115B

6

O

stængerne 14 og 16, frembringer krumtappene 36 og 38 kun en simpel harmonisk, frem- og tilbagegående bevægelse af slæden 6 i retning vinkelret på stængerne 14 og 16. Da den centrale krumtap 44 er frit bevægelig langs rillen 34 i retning vinkel-5 ret på understøtningsstængerne 14 og 16, kan dens bevægelse kun bevirke, at slæden 6 forskydes langs stængerne 14 og 16, uden at slæden 6 tildeles nogen bevægelse i retning vinkelret på stængerne 14 og 16. Den centrale krumtap 44 bevirker således, at slæden 6 svinger ved udøvelse af en 10 simpel harmonisk bevægelse i retning vinkelret på den bevægelse, som frembringes af sidekrumtappene 36 og 38.

Radius for den centrale krumtap 44's omdrejning er meget større end radierne for omdrejningen af de to sidekrumtappe eller ydre krumtappe 36 og 38. Ved dette arrange-15 ment, hvor alle tre krumtappe er i fase, dvs., at de starter fra samme omdrejningspunkt, vil slæden 6 følge en i hovedsagen elliptisk bane. Da radius for den centrale krumtap 44's omdrejning er meget større end radierne for omdrejningen af de to sidekrumtappe 36 og 38, vil storaksen for 20 den således dannede ellipse i hovedsagen ligge parallelt med stængerne 14 og 16, og den vil være meget længere end ellipsens lilleakse. Hastigheden af udskæringstrådene 10 i forhold til dysestrømmen 12 og størrelsen af den ellipse, der følges, udvælges således, at hver af trådene 10 kun berører 25 dysestrømmen langs den flade del af den elliptiske bane nærmest ved afgangen fra den tilhørende dyse 2. Da udskæringstrådene 10 kontinuerligt drejer rundt, vil under- og oversiden af hver udskåret stang være i hovedsagen identiske, og stængerne vil således få ensartet form og tykkelse. Hvis ud-30 skæringen foretages vinkelret på strømmen, vil stængerne have form af et parallelepipedum med vinkler, der kun adskiller sig ubetydeligt fra 90° ved passende udskæringshastigheder.

Ved at hælde ellipsens storakse således, at udskæringstråden 10 i retning af dysestrømmen har en hastighedskomposant, 35 som er lig med strømhastigheden, dannes der en stang med to parallelle flader, som står i hovedsagen vinkelret på stangens

O

7

DK 154115B

sideflader. Den vinkel, der dannes mellem ellipsens storakse og strømretningen, er omtrent lig med arccotangens af forholdet mellem strømhastigheden og tråden 10's middelhastigheds-komposant i retning vinkelret på strømretningen, mens den er i 5 berøring med strømmen. Denne bane fremgår bedst af fig. 7.

Fig. 8 viser banen for udskæringstråden 10 i forhold til dysestrømmen 12 i dette ideelle tilfælde. Den svage krumning, der forårsages af udskæringsbevægelsen, er næsten upåviselig, efter at stængerne har truffet transportørpladerne 4, da de er 10 tilbøjelige til at udflades ved sammenstødet med disse.

Drivarrangementet ved den ovenfor omtalte mekanisme er vist i fig. 6. Det viste specielle drivorgan kan udgøres af en vilkårlig passende motor. Ved et særligt velegnet arrangement anvendes transportørdrivmotoren til fremdrivning 15 af udskæringsmekanismen, og derfor forbliver faseforholdet mellem positionerne af de transportørplader, som modtager stængerne, og udskæringsfunktionen konstant. Der er monteret kædehjul 48 og 50 på sideakslerne 40 og 42, og disse kædehjul drives af drivkæder 52 og 54 fra et centralt kædehjul 20 56, så at alle tre krumtappe 36, 38 og 44 holdes synkroni serede. En stramningsjustering af drivkæderne 52 og 54 udføres ved justering af mellemkædehjul 58 og 60. Det centrale kædehjul 56 er monteret på den centrale aksel 46 og drives af en passende kraftkilde ved hjælp af en hoveddrivkæde 62. Fasen 25 af den centrale aksel 46 i forhold til de ydre aksler 40 og 42 bestemmes ved fastkilingsforholdene for kædehjulene til deres respektive aksler, når enheden samles med kæderne 52 og 54 strammede. Ved denne foretrukne udførelsesform har det vist sig, at der opnås et i hovedsagen vinkelret snit 30 ved en strømhastighed på ca. 3 cm/sek., en udskæringsfrekvens på 2 perioder pr. sekund, og en ellipsebane for slæden med en storakse på 12,7 cm og en lilleakse på 2,2 cm, når den centrale krumtap 44 er ca. 20° ude af fase med de to sidekrumtappe 36 og 38, se fig. 4. Ved ændring af faseforholdet mellem den 35 centrale krumtap 44 og sidekrumtappene 36 og 38 til et område indenfor 5° fra at være i fase blev der tilvejebragt en ud-

DK 154115 B

8

O

skæringsbane, som stod næsten vinkelret på strømmens akse, idet der blev frembragt en fødevarestang, hvis form kun afveg ubetydeligt fra et parallelepipedium, efter at den var bragt til hvile på transportøren 4.

5 I fig. 6 drives det centrale kædehjul 56 af hoved- drivkædehjulet 64 ved hjælp af kæden 62. Kæden 62 passerer rundt om drivkædehjulet 64, over et mellemkædehjul 66, rundt om et tidsindstillingskædehjul 68, rundt om mellemkædehjul 70 og 72 og derfra rundt om det centrale kædehjul 56. Den 10 er ført tilbage over mellemkædehjul 74 og 76, et tidsindstillingskædehjul 78, et mellemkædehjul 80 og tilbage til driv-kædehjulet 64. Denne simple mekaniske ledforbindelse er ikke udsat for hurtig udmattelse eller slid, og da den er selvsynkroniserende, kræver den ingen justering under driften. Tidsindstil-15 lingskædehjulene 68 og 78 er fastgjort til en bjælke 82 ved modstående sider af et drejepunkt 84. Ved den ene ende er til bjælken 82 fastgjort en bolt 86, som ved sin modsatte ende er monteret i en understøtning 88. Et tidsindstillingshjul 90 er fastgjort til bolten 86. Når indstillingshjulet 90 20 drejes, svinger bjælken 82 omkring punktet 84, så at der sker en ændring af tidsindstillingen af det centrale kædehjul 56 i forhold til drivkædehjulet 64. På denne måde kan der ved indstilling af hjulet 90 under driften med en hvis nøjagtighed foretages en justering af faseforholdet mellem funktionen af 25 udskæringsmekanismen og transportøren 4. Drivkædehjulet 64 er fastgjort til et tandhjulsdrivarrangement, med hvilket der kan tilvejebringes trinvise ændringer af drejningshastigheden af drivkædehjulet 64 for at kompensere for ændringer af antallet af skæretråde 10, som er fastgjort til slæden 6.

30 I et typisk tilfælde er udvekslingsforholdene udvalgt således, at de er omvendt proportionale med antallet af skæretråde 10, som bæres af slæden 6. Ved to ekstruderingsdyser kan der f.eks. betjenes to skæretråde af samme slæde, og svingningsfrekvensen for hvert skæreorgan kan formindskes med en faktor 35 på to.

DK 154115B

9

O

Da skæreorganet 10 altid skærer i samme retning, følger fødevarestængerne alle samme bane, når de er udskåret, og de anbringes derfor med ens indbyrdes afstand på transportøren 4. Snittet hen over fødevarestrømmen sker kontinuerligt, så at 5 der frembringes stænger med jævne, identisk formede oversider og undersider, hvilke stænger har ensartet form og tykkelse. Drivmekanismen udgøres af en mekanisk ledforbindelse, der alene omfatter jævnt roterende eller frem- og tilbagegående organer, der bevæger sig ved udførelse af simple 10 harmoniske bevægelser, som ikke kræver hyppig justering og ikke er udsat for hurtig udmatning eller stort slid. Tidsindstillinger og ændringer af udskæringsvinkel kan foretages på simpel måde. Desuden kan opfindelsen anvendes til samtidig udskæring af flere dysestrømme, da alle punkter 15 på slæden 6 følger de samme parallelle baner. Opfindelsen udgør derfor en væsentlig forbedring i forhold til kendte udskæringsapparater, der er begrænset til udskæring af enkelte strømme og er udsat for hyppige produktionsstandsninger som følge af svigten eller udskiftning af dele.

20 25 30 35

Claims (11)

1. Apparat til afskæring af en ekstruderet, halv-flydende strøm (12) , omfattende skæreorganer (10) og drivorganer (6,36,38,44), k e n d e t e g n e t ved, at drivorga-5 nerne (6,36,38,44) er indrettet til at bringe skæreorganerne (10) til at følge en i hovedsagen elliptisk bane, hvis storakse er væsentligt længere end dens lilleakse, hvilken storakse forløber ud forbi de modstående sider af strømmen (12), mens den nævnte bane er således udlagt, 10 at skæreorganerne (10) kun er i berøring med og forløber helt tværs hen over strømmen (12) langs den flade del af banen ved den modsat strømretningen vendende side af den elliptiske bane.

2. Apparat ifølge krav 1, kendetegnet 15 ved organer til justering af drivorganerne (6,36,38,44) til drejning af den nævnte elliptiske banes storakse.

3. Apparat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at storaksen i hovedsagen står vinkelret på strømretningen for den ekstruderede strøm (12).

4. Apparat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den vinkel, der dannes mellem storaksen og strømretningen for strømmen i hovedsagen er lig med arccotangens af forholdet mellem strømmens (12) hastighed og skæreorganernes (10) middelhastighedskomposant i en retning vinkelret på strøm-25 retningen, når skæreorganerne (10) er i kontakt med strømmen (12).

5. Apparat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at skæreorganerne er elektrisk opvarmet.

6. Apparat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at drivorganerne (6,36,38,44) til at bringe skæreorganerne 30 (10) til at følge en i hovedsagen elliptisk bane omfatter et første organ (44) til frembringelse af en simpel harmonisk bevægelse af skæreorganerne (10) langs en første akse og andre organer (36,38) til samtidig frembringelse af en simpel harmonisk bevægelse af skæreorganerne (10) i en anden retning, der 35 i hovedsagen står vinkelret på den nævnte første akse.

7. Apparat ifølge krav 6, kendetegnet ved, at både det første (44) og de andre organer (36,38) til frem- DK 154115B O bringelse af simple harmoniske bevægelser drives ved en mekanisk ledforbindelse (62) fra et hoveddrivorgan (64).

8. Apparat ifølge krav 7, kendetegnet ved, at frekvensen og fasen af den bevægelse, som tildeles 5 skæreorganerne (10), er indstillelig i forhold til hoveddriv-organet (>64) .

9>. Apparat ifølge krav 6, kendetegnet ved, at det yderligere omfatter organer til justering af faseforholdet mellem· det første organ (44) til frembringelse 10 af en simpel harmonisk bevægelse og de andre organer (36,38) til frembringelse af en simpel harmonisk bevægelse.

10. Apparat ifølge krav 1, hvor de udskårne dele af strømmen (12) falder på adskilte plader af en i bevægelse værende transportør (4), kendetegnet ved et syn-15 kroniseret sæt af ydre krumtappe (36,38), en stang (14,16), der er svingeligt monteret på disse krumtappe (36,38) således, at en omdrejning af krumtappene bevirker, at stangens ender (26,28) følger cirkulære baner, en slæde (6), der understøtter skæreorganerne (10), og som er forskydeligt monteret på 20 stangen (14,16), en central krumtap (44), der er anbragt mellem det nævnte sæt af ydre krumtappe (36,38), et føringsorgan (34) i slæden (6) i hovedsagen vinkelret på stangen (14,16) og i indgreb med den centrale krumtap (44) således, at en drejning af den centrale krumtap (44).bevirker en frem- og tilba-25 gegående bevægelse af slæden (6) langs stangen (14,16), et første organ (48,50) til drejning af det første sæt af ydre krumtappe (36,38), et andet organ (56) til drejning af den centrale krumtap (44) med justerbar fase i forhold til de ydre krumtappe (36,38), et hoveddrivorgan (64) til at drive 30 både det første og det andet organ til drejning af krumtappene (36,38,44)) via en mekanisk ledforbindelse (62), hvilken ledforbindelse har frekvens og fase i forhold til drivorganet (64), samt justeringsorganer (68,78,82,90) til synkronisering af udskæringsorganerne med transportøren (4). 35 DK 154115 B O

11. Apparat ifølge krav 10, kendetegnet ved, at hoveddrivorganet omfatter et drejeligt drivkædehjul (64), der er ledforbundet med begge organerne til drejning af krumtappene ved hjælp af en fleksibel 5 kæde (62) , hvorhos fasejusteringsorganet omfatter et par mellemkædehjul (68,78) i berøring med den nævnte kæde (62), af hvilke det ene mellemkædehjul (78) ligger forud for drivkædehjulet (64), og det andet mellemkædehjul (68) ligger bag ved drivkædehjulet (64) langs den nævnte kæde 10 (62), hvorhos begge de nævnte mellemkædehjul (68,78) er monteret på en drejelig justerbar bjælke (82). 15 20 25 30 35