-
Die Erfindung betrifft einen Lebensmitteldrucker, aufweisend eine Extrusionsstation zum Ausgeben von Lebensmittel-Grundmasse zur Erzeugung mindestens eines mehrdimensional strukturierten Lebensmittel-Rohkörpers, einen Ofen zum Wärmebehandeln des mindestens einen Lebensmittel-Rohkörpers zu mindestens einem Lebensmittel-Fertigkörper und ein Transportsystem zum Transportieren des mindestens einen Lebensmittel-Rohkörpers zu dem Ofen und zum Transportieren des mindestens einen Lebensmittel-Fertigkörpers aus dem Ofen. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Zubereiten von mehrdimensional gedruckten Lebensmitteln mittels eines Lebensmitteldruckers.
-
In
US 8,888,480 B3 wird ein dreidimensionales Drucksystem und eine Ausrüstungsanordnung zum Herstellen von dreidimensional gedruckten Artikeln beschrieben. Die Ausrüstungsanordnung umfasst ein 3D-Drucksystem, ein optionales Flüssigkeitsentfernungssystem und ein optionales Entnahmesystem. Das 3D-Drucksystem umfasst einen Förderer, mehrere Aufbaueinheiten und mindestens eine Fertigungsstation mit einem Pulverschichtsystem und einem Drucksystem. Die Gerätemontage kann zur Herstellung von pharmazeutischen, medizinischen und nicht-pharmazeutischen / nicht-medizinischen Objekten verwendet werden. Das Drucksystem kann dazu verwendet werden, um einzelne oder mehrere Artikel vorzubereiten.
-
US 2017/043538 A1 offenbart betrifft ein Druckplattform-Trägermodul und einen dieses Modul verwendenden dreidimensionalen Drucker. Das Druckplattform-Trägermodul umfasst einen Stützrahmen, die Druckplattform, eine Heizanordnung, ein Einstellmodul und eine Druckplatte. Die Heizanordnung ist auf der Druckplattform angeordnet. Das Einstellmodul ist auf der Druckplattform angeordnet und umfasst mehrere Verriegelungseinheiten. Die Druckplatte hat eine Arbeitsfläche und eine der Arbeitsfläche gegenüberliegende Befestigungsfläche. Die Arbeitsfläche wird gegen die Heizanordnung gedrückt. Die Druckplatte ist mittels einer Verriegelungswirkung und einer Entriegelungswirkung der Verriegelungseinheiten entfernbar auf der Druckplattform angeordnet.
-
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise zu überwinden und insbesondere einen 3D-Lebensmitteldrucker bereitzustellen, der besonders kompakt aufgebaut ist.
-
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der Beschreibung und der Zeichnungen.
-
Die Aufgabe wird gelöst durch einen Lebensmitteldrucker, aufweisend
- - eine Extrusionsstation zum Ausgeben von Lebensmittel-Grundmasse zur Erzeugung mindestens eines mehrdimensional strukturierten Lebensmittel-Rohkörpers,
- - einen Ofen zum Wärmebehandeln des mindestens einen Lebensmittel-Rohkörpers zu mindestens einem Lebensmittel-Fertigkörper und
- - ein Transportsystem zum Transportieren des mindestens einen Lebensmittel-Rohkörpers zu dem Ofen und zum Transportieren des mindestens einen Lebensmittel-Fertigkörpers aus dem Ofen,
wobei
- - das Transportsystem einen automatisch bewegbaren Transportschlitten aufweist, der eine Auflagefläche zum Auflegen mindestens eines Lebensmittelträgers aufweist und der automatisch mindestens auf einer ersten Position und einer zweiten Position positionierbar ist,
- - in der ersten Position die Lebensmittel-Grundmasse von der Extrusionsstation zur Erzeugung des mindestens einen Rohkörpers auf mindestens einen auf der Auflagefläche aufgelegten Lebensmittelträger ausgebbar ist,
- - in der zweiten Position der mindestens eine Lebensmittelträger wahlweise in den Ofen ablegbar und aus dem Ofen aufnehmbar ist.
-
Dieser Lebensmitteldrucker ergibt den Vorteil, dass er besonders kompakt aufbaubar ist, da der Rohkörper durch den Transportschlitten automatisch zu einem in dem Lebensmitteldrucker integrierten Ofen transportierbar, dort wärmebehandelbar und dann mittels dieses Transportschlittens aus dem Ofen entnehmbar ist. Auf ein voluminöses Transportband und einen aufwändigen Durchlaufofen kann verzichtet werden.
-
Unter einem Lebensmitteldrucker wird insbesondere ein Drucker verstanden, der durch Ausgabe von unterschiedlichen Lebensmittel-Grundmassen aus einer Extrusionsstation einen mehrdimensional strukturierten (d.h., nicht gleichförmigen, sondern sich in zumindest einer Raumrichtung in den Lebensmittel-Grundmassen unterscheidenden, insbesondere mehrschichtigen) Rohkörper herstellen kann. Der Rohkörper kann in einer Ebene (zweidimensional) oder in drei Dimensionen (dreidimensional) strukturiert sein. Ein solcher Rohkörper kann auch als „gedruckter“ Rohkörper bezeichnet werden.
-
Dieser Rohkörper wird in dem Ofen wärmebehandelt, und zwar zu einem Lebensmittelhalbzeug oder zu einem fertigen Lebensmittel, was im Folgenden beides als „Fertigkörper“ bezeichnet wird. Der Fertigkörper kann dann mittels des gleichen Transportschlittens wieder aus dem Ofen entfernt werden. Der Ofen selbst weist also kein Transportsystem auf und kann deshalb besonders kompakt aufgebaut werden. Insbesondere kann der Lebensmitteldrucker so als eine Einheit aufgebstellt und behandelt werden.
-
Es ist eine Weiterbildung, dass die Extrusionsstation mindestens eine Ausgabeeinheit („Druckkopf“) zum Ausgeben der Lebensmittel-Grundmassen aufweist. Ein Druckkopf kann mehrere Ausgabeöffnungen zum Ausgeben unterschiedlicher Lebensmittel-Grundmassen aufweisen. Alternativ oder zusätzlich können mehrere Druckköpfe vorhanden sein, die jeweils zu Ausgabe einer Lebensmittel-Grundmasse vorgesehen sind. Der mindestens eine Druckkopf kann ein auswechselbarer Druckkopf sein, z.B. in Form einer Kartusche.
-
Unter Lebensmittel-Grundmasse kann insbesondere jegliche pastöse, körnige, granulare und/oder flüssige (insbesondere zähflüssige) Masse verstanden werden, die zum insbesondere menschlichen Verzehr geeignet ist, insbesondere auch nach einer Wärmebehandlung. Lebensmittel-Grundmasse kann beispielsweise Teig, Fruchtmasse und/oder Zuckermasse umfassen.
-
Das Wärmebehandeln kann Backen, Dampfgaren, Mikrowellenbehandeln oder eine beliebige Kombination davon umfassen. Der Ofen kann also auch allgemein als Speisenbehandlungseinheit oder Gareinheit angesehen oder bezeichnet werden.
-
Das Transportsystem kann den Transportschlitten und mindestens einen Motor, insbesondere einen Elektromotor, z.B. einen Servomotor oder einen Schrittmotor, zu Bewegen des Transportschlittens umfassen. Der Motor kann mit dem Transportschlitten direkt oder über ein Getriebe verbunden sein. Es ist eine Weiterbildung, dass der Transportschlitten entlang einer Führungsschiene bewegt wird, fest mit einem angetriebenen Zahnrad verbunden ist und/oder fest mit einem Lager (z.B. Kugellager) oder einer Drehachse verbunden ist.
-
Dass der Transportschlitten automatisch bewegbar ist, kann auch so ausgedrückt werden, dass er gerätegesteuert verfahrbar ist, z.B. mittels einer Steuereinrichtung des Lebensmitteldruckers. Eine Steuereinrichtung übernimmt die Steuerung des Systems und bestimmt, wann der Transportschlitten mit welcher Beschleunigung, Geschwindigkeit zu welcher Position befördert wird.
-
Der Transportschlitten kann z.B. aus Kunststoff und/oder Metall usw. bestehen.
-
Dass der Transportschlitten automatisch an mindestens auf einer ersten Position und einer zweiten Position positionierbar ist, schließt nicht aus, dass er auch noch mindestens einer weiteren Position positionierbar ist, insbesondere zwischen der ersten Position und der zweiten Position. An dieser mindestens einen weiteren Position kann sich noch mindestes ein weiteres Funktionsmodul des Lebensmitteldruckers befinden, z.B. eine Abkühlstation (die z.B. einen Kühllüfter aufweisen kann), eine Dekorationsstation, eine Verpackungsstation usw.
-
Die Auflagefläche ist insbesondere dazu vorgesehen, das darauf abgelegte Produkt (Rohkörper, Fertigkörper usw.) während seiner gesamten Behandlung oder seines gesamten Verbleibs in dem Lebensmitteldrucker zu tragen oder zu lagern.
-
Die Auflagefläche kann so ausgebildet sein, dass der mindestens eine Lebensmittelträger darauf flächig aufliegt. Es ist eine Weiterbildung, dass der mindestens eine Lebensmittelträger auf der Auflagefläche in Bezug auf vertikal nach unten gerichtete Kräfte und in Bezug auf horizontale Kräfte formschlüssig gehalten wird, während er in Bezug auf vertikal nach oben gerichtete Kräfte frei beweglich ist. Dazu kann die Auflagefläche lokal mit nach oben vorstehenden Vorsprüngen wie Rippen, Noppen usw. ausgebildet sind, welche bei Auflage in entsprechende Aussparungen oder Rücksprünge (z.B. in Form von Kerben, Ausprägungen, Sacklöchern usw.) in dem mindestens einen Lebensmittelträger eingreifen.
-
Alternativ kann Auflagefläche kann so ausgebildet sein, dass der mindestens eine Lebensmittelträger nur auf den nach oben vorstehenden Vorsprüngen aufliegt. Dies ergibt den Vorteil, dass der mindestens eine Lebensmittelträger nicht oder nicht merklich an der Auflagefläche festkleben kann, z.B. weil klebriges Lebensmittel zwischen Lebensmittelträger und Auflagefläche gelangt ist o.ä.
-
Der Lebensmittelträger besteht aus hitzebeständigem Material, so dass er während der Wärmebehandlung in dem Ofen verbleiben kann. Der Lebensmittelträger besteht dazu vorteilhafterweise aus Metall und kann z.B. ein Blechteil sein.
-
Insbesondere kann der Lebensmittelträger eine scheibenförmige Grundform aufweisen. Dabei ist die (in Draufsicht) ebene Form grundsätzlich beliebig und kann z.B. rechteckig, kreisförmig usw. sein.
-
Zur Entnahme der Fertigkörper aus dem Lebensmitteldrucker kann der Transportschlitten zurück auf die erste Position verfahrbar sein bzw. verfahren werden oder auf eine weitere Position verfahrbar sein bzw. verfahren werden.
-
Es ist eine Ausgestaltung, dass
- - der Ofen einen heizbaren Ofenraum mit einem fest angeordneten Oberteil und einem absenkbaren Boden aufweist,
- - der Boden zum Ablegen des mindestens einen Lebensmittelträgers darauf absenkbar ist und zum Heizen an das Oberteil hochfahrbar ist und
- - der Transportschlitten sich zum Ablegen des mindestens einen Lebensmittelträgers auf den Boden und zum Aufnehmen des mindestens einen Lebensmittelträgers von dem Boden in seiner zweiten Position befindet, wobei sich seine Auflagefläche dann zwischen dem abgesenkten Boden und dem Oberteil befindet.
-
Dies ergibt den Vorteil, dass der Ofen - und damit der Lebensmitteldrucker - besonders kompakt ausgestaltbar ist, da eine Bewegung des Bodens auch zur Übernahme oder Übergabe des Lebensmittelträgers genutzt wird. Zudem ermöglicht eine solche Ausgestaltung eine besonders große Öffnung mit konstruktiv einfachen Mitteln. Zum Beschicken des Ofens mit einem Rohkörper wird der Ofen also durch Absenken des Bodens geöffnet, dann der Transportschlitten mit dem darauf aufliegenden mindestens einen Lebensmittelträger in die Öffnung zwischen Boden und Oberteil gefahren, der mindestens eine Lebensmittelträger in den Ofen übernommen, der Transportschlitten dann ohne den mindestens einen Lebensmittelträger aus der Öffnung herausgefahren, der Ofen mit dem sich darin befindlichen Lebensmittelträger geschlossen, der Ofen aktiviert, um den Rohkörper zu einem Fertigkörper zu erwärmen, der Ofen durch Absenken des Bodens wieder geöffnet, der Transportschlitten wieder in die Öffnung zwischen Boden und Oberteil gefahren, der mindestens eine Lebensmittelträger dann auf den Transportschlitten übernommen, und folgend der Transportschlitten mit dem mindestens einen Lebensmittelträger wieder aus der Öffnung herausgefahren.
-
Alternativ kann die Öffnung in dem Ofen durch Anheben des Oberteils bei feststehendem Boden erfolgen, oder durch Auseinanderfahren sowohl von Boden als auch Oberteil.
-
Alternativ kann der Transportschlitten durch eine in dem Ofen vorhandene, wahlweise öffenbare und verschließbare seitliche Öffnung in den Ofen einfahren und wieder daraus ausfahren.
-
Es ist eine Weiterbildung, dass
- - der Boden mehrere an seiner Oberseite hochstehende längliche Vorsprünge aufweist,
- - der Transportschlitten mindestens einen seitlich ansetzenden Schlitz dergestalt aufweist, dass dann, wenn sich der Transportschlitten in seiner zweiten Position befindet, die Vorsprünge in dem mindestens einen Schlitz eingetaucht sind,
- - der Boden zum Ablegen des mindestens einen Lebensmittelträgers darauf aus einer unteren Höhenposition, an dem die Vorsprünge unterhalb des mindestens einen Lebensmittelträgers enden bzw. den Lebensmittelträger nicht berühren, in eine Zwischenposition, an der die Vorsprünge den mindestens einen Lebensmittelträger von dem Transportschlitten angehoben haben, verschiebbar ist,
- - der Transportschlitten mit dem Boden in seiner Zwischenposition aus dem Bereich des Ofens heraus bewegbar ist und
- - der Boden nach Herausbewegung des Transportschlittens aus dem Bereich des Ofens in seine geschlossene Stellung verfahrbar ist.
-
So wird der Vorteil erreicht, dass mit konstruktiv besonders einfachen und robusten Mitteln der mindestens eine Lebensmittelträger von dem Transportschlitten in den Ofen verbringbar und aus dem Ofen entnehmbar. Zudem braucht der Ofen aufgrund der in den Transportschlitten eingebrachten Schlitze eine nur vergleichsweise geringe Öffnungsbewegung durchzuführen.
-
Es ist eine Weiterbildung, dass die hochstehenden länglichen Vorsprünge des Bodens und/oder des Transportschlittens Stifte oder Bolzen sind. Insbesondere sind die Vorsprünge des Bodens länger oder höher als die Vorsprünge des Transportschlittens. Es ist eine Weiterbildung, dass der Boden und/oder der Transportschlitten jeweils mindestens drei Vorsprünge aufweist.
-
Es ist eine Weiterbildung, dass die Vorsprünge des Bodens so angeordnet sind, dass sie sich dann, wenn sich der Transportschlitten in seiner zweiten Position befindet, unterhalb des mindestens einen Lebensmittelträgers befinden. Durch Anheben des Bodens in seine Zwischenposition heben die Vorsprünge den mindestens einen Lebensmittelträger von dem Transportschlitten ab und dienen dann selbst als Träger oder Auflagefläche. Der Transportschlitten kann nun ohne den mindestens einen Lebensmittelträger aus dem Zwischenraum zwischen Boden und Oberteil des Ofens herausbewegt werden. Der mindestens eine Lebensmittelträger verbleibt auf den Vorsprüngen des Bodens und verbleibt mit Schließen des Ofens in dem Ofen.
-
Es ist eine Weiterbildung, dass das an einer Unterseite des mindestens einen Lebensmittelträgers mindestens ein Rücksprung vorhanden ist, in den mindestens ein länglicher Vorsprung des Bodens des Ofens einführbar ist. So wird der Vorteil erreicht, dass der mindestens eine Lebensmittelträger an dem Boden gegen eine seitliche Bewegung usw. formschlüssig fixierbar ist. Es ist eine Weiterbildung, dass mindestens ein längliche Vorsprung und der mindestens eine Rücksprung bei Eingriff eine Steckverbindung eingehen. Der mindestens eine Lebensmittelträgerwird also mittels der Vorsprünge in Bezug auf vertikal nach unten gerichtete Kräfte und in Bezug auf horizontale Kräfte formschlüssig gehalten wird, während er in Bezug auf vertikal nach oben gerichtete Kräfte frei beweglich ist.
-
Es ist eine Weiterbildung, dass ein Lebensmittelträger an seiner Unterseite einen Satz von mehreren Rücksprüngen zur Aufnahme von Vorsprüngen des Transportschlittens und einen Satz von mehreren Rücksprüngen zur Aufnahme von Vorsprüngen des Ofenbodens aufweist. Es ist eine zur besonders stabilen Auflage eines Lebensmittelträger vorteilhafte Weiterbildung, dass die Zahl der Rücksprünge jedes Satzes mindestens drei beträgt. Insbesondere ist die Zahl der Rücksprünge jedes Satzes geradzahlig. Die Zahl der Rücksprünge der Sätze kann gleich oder unterschiedlich sein. Auch können die Rücksprünge jedes Satzes symmetrisch angeordnet sein.
-
Die obige Ausgestaltung kann zum Entnehmen des mindestens einen Lebensmittelträgers aus dem Ofen analog angepasst werden. In diesem Fall kann der Lebensmitteldrucker dazu eingerichtet sein,
- - den Boden (bei vorteilhafterweise ausgeschaltetem Ofen) erneut in seine Zwischenposition abzusenken,
- - den Transportschlitten dann in seine zweite Position zu bewegen, wobei die Vorsprünge erneut in den mindestens einen Schlitz eintauchen,
- - den Boden dann zum Übergeben des mindestens einen Lebensmittelträgers an den Transportschlitten auf seine untere Höhenposition abzusenken, wodurch der mindestens eine Lebensmittelträger wieder auf dem Transportschlitten aufliegt und dann
- - den Transportschlitten mit dem mindestens einen Lebensmittelträger aus dem Bereich des Ofens herauszubewegen.
-
Der Transportschlitten kann folgend auf eine zur Entnahme des mindestens einen Fertigkörpers geeignete Position gefahren werden, z.B. zurück auf die erste Position oder auf eine andere Position.
-
Es ist eine Ausgestaltung, dass der Transportschlitten um eine Drehachse verschwenkbar ist, insbesondere zwischen seiner ersten Position und seiner zweiten Position. Dies ermöglicht eine konstruktiv besonders einfache und wartungsarme Bewegung des Transportschlittens. Der Transportschlitten wird also zur Überführung zwischen unterschiedlichen Positionen um die Drehachse gedreht, insbesondere in einer horizontalen Ebene. In diesem Fall sind die Schlitze - falls vorhanden - vorteilhafterweise kreisförmig gebogen ausgebildet.
-
Es ist eine Ausgestaltung, dass der Transportschlitten radial bewegbar ist. So wird der Vorteil einer besonders flexiblen Positionierbarkeit des Transportschlittens erreicht.
-
Es ist eine Ausgestaltung, dass der Transportschlitten zur Positionierung der Extrusionsstation und damit zur Positionierung des mindestens einen Druckkopfs relativ zu dem mindestens einen Lebensmittelträger um seine Drehachse drehbar und radial beweglich ist. So wird der Vorteil erreicht, dass die Bewegung des Transportschlittens auch zur Erzeugung bzw. zum 3D-Druck der Rohkörper nutzbar ist, wodurch Bauteile eingespart werden können und ein besonders kompakter Aufbau ermöglicht wird. Der Transportschlitten ist also relativ zu der der Extrusionsstation in einer horizontalen (r, θ)-Ebene frei beweglich. Eine relative Höhenbewegung des Transportschlittens und der Extrusionsstation ist optional und kann z.B. durch eine Höhenverstellung des Transportschlittens und/oder der Extrusionsstation umgesetzt werden.
-
Es ist eine alternative oder zusätzliche Ausgestaltung, dass der Transportschlitten zwischen seiner ersten Position und seiner zweiten Position linearverschieblich ist. Die Verschiebung kann in einer Richtung oder zweidimensional in einer Ebene erfolgen. Die Verschiebung kann anhand vorgegebener Führungsbahnen oder frei einstellbar erfolgen. Für den Fall einer Linearverschieblichkeit können die Schlitze des Transportschlittens - falls vorhanden - vorteilhafterweise geradlinig ausgebildet sein.
-
In beiden Fällen (Drehverschwenkbarkeit und/oder Linearverschieblichkeit) wird der Transportschlitten vorteilhafterweise in einer horizontalen Ebene bewegt.
-
Allgemein kann ein Nutzer mittels des Lebensmitteldruckers mindestens einen 3D-gedruckten Fertigkörper individuell herstellen. Insbesondere kann der Nutzer über eine Nutzerschnittstelle einen Fertigkörper (z.B. eine bestimmte Speise) auswählen und die zu dessen Herstellung benötigten Grundmassen der Extrusionsstation zu Verfügung stellen. Die Zurverfügungstellung kann beispielsweise durch Einbringen entsprechender Kartuschen vorgenommen werden. Optional kann der Nutzer auch ein Oberflächenmuster des Fertigkörpers auswählen, z.B. eine Verzierung. Auch kann der Nutzer optional ein Gefäß o.ä. auf den Lebensmittelträger stellen, z.B. ein Förmchen, falls dies nicht an einer eigenständigen Station des Lebensmitteldruckers erfolgt. Mit Starten des Herstellungsablaufs durch den Nutzer kann dann vollautomatisch der mindestens eine Rohkörper hergestellt werden, in dem Ofen wärmebehandelt werden und zur Ausgabe bereitgestellt werden. Zur Durchführung seines Betriebs weist der Lebensmitteldrucker eine entsprechend eingerichtete, z.B. programmierte, Steuereinrichtung auf.
-
Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Verfahren zum Zubereiten von dreidimensional gedruckten Lebensmitteln mittels eines Lebensmitteldruckers. Das Verfahren kann analog zu dem Lebensmitteldrucker ausgebildet werden und weist die gleichen Vorteile auf.
-
Es ist eine Ausgestaltung, dass bei dem Verfahren
- a) ein Transportschlitten des Lebensmitteldruckers mit mindestens einem darauf abnehmbar aufliegenden Lebensmittelträger in einer ersten Position bereitgestellt wird,
- b) mittels einer Extrusionsstation des Lebensmitteldruckers auf dem mindestens einen Lebensmittelträger mindestens ein mehrdimensional strukturierter Rohkörper aus Lebensmittel-Grundmasse aufgedruckt wird,
- c) der Transportschlitten in eine zweite Position verfahren wird,
- d) der mindestens eine Lebensmittelträger mit dem mindestens einen Rohkörper von dem Transportschlitten an einen Ofen des Lebensmitteldruckers übergeben wird,
- e) der Transportschlitten aus seiner zweiten Position verfahren wird,
- f) der mindestens eine Lebensmittelträger mit dem mindestens einen Rohkörper in dem Ofen erhitzt wird,
- g) der Transportschlitten wieder in die zweite Position verfahren wird,
- h) der mindestens eine Lebensmittelträger mit dem mindestens einen dann wärmebehandelten Fertigkörper von dem Ofen an den Transportschlitten übergeben wird und
- i) der Transportschlitten mit dem mindestens einen Lebensmittelträger und mit dem mindestens einen Fertigkörper aus seiner zweiten Position verfahren wird.
-
Es ist eine Ausgestaltung, dass der Ofen einen heizbaren Ofenraum mit einem Oberteil und einem absenkbaren Boden aufweist und in Schritt c) der Boden so weit abgesenkt worden ist, dass der Transportschlitten in eine zweite Position verfahren werden kann, in welcher sich der mindestens eine Lebensmittelträger in einem Zwischenraum zwischen dem Oberteil und dem Boden befindet. So lässt sich vorteilhafterweise ein besonders kompakter Ofen bereitstellen.
-
Es ist eine Ausgestaltung, dass in Schritt d) der mindestens eine Lebensmittelträger durch eine relative vertikale Bewegung des Bodens in Richtung des Transportschlittens von dem Transportschlitten abgehoben wird. Dies ermöglicht eine Übergabe des mindestens einen Lebensmittelträgers von dem Transportschlitten an den Boden auf eine konstruktiv besonders einfache und robuste Weise.
-
Es ist eine Ausgestaltung, dass der Boden mehrere vertikal ausgerichtete Vorsprünge aufweist, die bei der Bewegung des Bodens in Richtung des Transportschlittens zunächst mit dem mindestens einen Lebensmittelträger in Kontakt gebracht werden und dann und dann den mindestens einen Lebensmittelträger bei Weiterbewegung von dem Transportschlitten abheben. So wird der Vorteil erreicht, dass mit konstruktiv besonders einfachen und robusten Mitteln der mindestens eine Lebensmittelträger von dem Transportschlitten in den Ofen verbringbar ist, und umgekehrt. Zudem braucht der Ofen aufgrund der in den Transportschlitten eingebrachten Schlitze eine nur vergleichsweise geringe Öffnungsbewegung durchzuführen.
-
Es ist eine Ausgestaltung, dass in Schritt f) vor Erhitzen des Rohkörpers der Ofen durch Bewegung des Bodens an das Oberteil geschlossen wird.
-
Es ist eine Ausgestaltung, dass in oder vor Schritt g) der Boden des Ofens von dessen Oberteil abgesenkt wird und in Schritt h) der Boden abgesenkt wird, bis der der mindestens eine Lebensmittelträger nur noch auf dem Transportschlitten aufliegt.
-
Es ist eine Ausgestaltung, dass der Transportschlitten um eine feste Drehachse gedreht wird, insbesondere mittels eines Servomotors oder eines Schrittmotors.
-
Es ist eine Ausgestaltung, dass in Schritt b) eine Position der Extrusionsstation gegen den mindestens einen Lebensmittelträger zumindest durch Drehung des Transportschlittens und radiale Bewegung des Transportschlittens gegen die Extrusionsstation eingestellt wird.
-
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden schematischen Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, das im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert wird.
- 1 zeigt in Seitenansicht eine nicht maßstabsgetreue Skizze eines Lebensmitteldruckers gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel während eines Druckens eines Lebensmittel-Rohkörpers;
- 2 zeigt in Seitenansicht eine Skizze des Lebensmitteldruckers während einer Übergabe eines Lebensmittelträgers in einen Ofen;
- 3 zeigt in Seitenansicht eine Skizze des Lebensmitteldruckers während einer Wärmebehandlung in dem Ofen;
- 4 zeigt eine Skizze des Lebensmitteldruckers in Draufsicht;
- 5 zeigt in einer Sicht von unten eine Skizze eines Lebensmittelträgers eines Lebensmitteldruckers gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel; und
- 6 zeigt eines Skizze des Lebensmittelträgers aus 5 als Schnittdarstellung in Seitenansicht;
- 7 zeigt in Draufsicht eine Skizze eines Transportschlittens des Lebensmitteldruckers gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel; und
- 8 zeigt eines Skizze des Transportschlittens aus 7 als Schnittdarstellung in Seitenansicht;
- 9 zeigt in Draufsicht eine Skizze eines Bodens eines Ofens des Lebensmitteldruckers gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel; und
- 10 zeigt eine Skizze des Bodens aus 9 als Schnittdarstellung in Seitenansicht;
- 11 zeigt in Draufsicht eines Skizze des Bodens des Ofens während einer Bewegung des Transportschlittens in seine zweite Position;
- 12 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eines Skizze des Lebensmittelträgers, des Transportschlittens und des Bodens des Ofens nach Einführen des Lebensmittelträgers und des Transportschlittens in den geöffneten Ofen;
- 13 zeigt eine zu 12 analoge Darstellung, bei der nun der Boden des Ofens den Lebensmittelträger kontaktiert hat;
- 14 zeigt eine zu 12 analoge Darstellung, bei der nun der Boden des Ofens den Lebensmittelträger von dem Transportschlitten übernommen hat; und
- 15 zeigt eine zu 12 analoge Darstellung, bei der nun der Transportschlitten aus dem Ofen herausgefahren worden ist.
-
1 zeigt in Seitenansicht eine Skizze eines Lebensmitteldruckers 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel während eines 3D-Druckens eines Lebensmittel-Rohkörpers RK. Der Lebensmitteldrucker 1 weist eine Extrusionsstation 2 auf, die mindestens einen Druckkopf (o. Abb.) zum Ausgeben von unterschiedlichen Lebensmittel-Grundmassen GM aufweist. Die Lebensmittel-Grundmassen GM können in Form von jeweiligen Kartuschen in der Extrusionsstation 2 gelagert sein.
-
Der Lebensmitteldrucker 1 weist ferner einen Ofen 3 auf, der ein fest angeordnetes Oberteil 3a mit unterseitiger Öffnung und einen absenkbaren Boden 3b zum Verschließen der Öffnung aufweist, wie durch den vertikalen Doppelpfeil angedeutet. Der Ofen 3 ist dazu vorgesehen, den typischerweise dreidimensional strukturiert aufgebauten bzw. „gedruckten“ Lebensmittel-Rohkörper RK wärmezubehandeln bzw. zu erwärmen und dadurch in einen Lebensmittel-Fertigkörper FK (siehe 3) umzuwandeln. Der Ofen 3 ist ein in den Lebensmitteldrucker 1 integriertes Modul.
-
Um den Lebensmittel-Rohkörper RK von der Extrusionsstation 2 in den Ofen 3 zu verbringen, weist der Lebensmitteldrucker 1 ein Transportsystem zum Transportieren des Rohkörpers RK von der Extrusionsstation 2 zu dem bzw. in den Ofen 2 und zum Transportieren des Fertigkörpers FK aus dem Ofen 3 auf. Das Transportsystem weist einen automatisch - z. B. mittels eines Schrittmotors oder eines Servomotors - bewegbaren Transportschlitten 4 auf, der eine oberseitige Auflagefläche 5 zum Auflegen eines Lebensmittelträgers 6 aufweist und der horizontal automatisch zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position positionierbar oder verfahrbar ist.
-
In der gezeigten ersten Position des Transportschlittens 4 befindet sich die Auflagefläche 5 unterhalb der Extrusionsstation 2 und trägt den Lebensmittelträger 6. Der Lebensmittelträger 6 wiederum kann den Lebensmittel-Rohkörper RK tragen, der in der ersten Position durch Ausgabe von Lebensmittel-Grundmasse GM von der Extrusionsstation 2 erzeugt worden ist. Dabei kann zuvor mindestens ein Gefäß oder eine Unterlage wie eine essbare Schale (z.B. aus Rohteig), eine Papierschale usw. auf dem Lebensmittelträger 6 abgelegt worden sein, in den bzw. das die Lebensmittel-Grundmasse GM eingefüllt wird. In der zweiten Position des Transportschlittens 4 befindet sich die Auflagefläche 5 im Bereich des Ofens 2. Jedoch kann der Transportschlitten 4 optional auch noch weitere Positionen anfahren, an denen sich optional noch weitere Funktionsmodule (o. Abb.) befinden können.
-
2 zeigt in Seitenansicht eine Skizze des Lebensmitteldruckers während einer Übergabe des Lebensmittelträgers 6 in den Ofen 3. Dazu ist der Boden 3b des Ofens 2 in eine untere Höhenposition abgesenkt worden, beispielsweise mittels einer Hubvorrichtung (o. Abb.). Zwischen dem Boden 3b und dem Oberteil 3a ist dadurch ein Zwischenraum erzeugt worden, in den der Transportschlitten 4 mit seiner Auflagefläche 5, dem Lebensmittelträger 6 und dem Rohkörper RK hineinbewegt worden ist. Dabei befindet sich der Transportschlitten 4 in seiner zweiten Position.
-
In der zweiten Position kann der Lebensmittelträger 6 mit dem Lebensmittel-Rohkörper RK durch Hochfahren des Bodens 3b von dem Transportschlitten 4 an den Boden 3b übergeben werden und der Transportschlitten 4 dann aus dem Zwischenraum herausbewegt werden, z.B. zurück auf seine erste Position.
-
3 zeigt in Seitenansicht eine Skizze des Lebensmitteldruckers 1 während einer Wärmebehandlung des Rohkörpers RK in dem Ofen 3. Dazu ist der Boden 3b nach Herausbewegen des Transportschlittens 4 aus dem Zwischenraum an das Oberteil 3a hochgefahren worden, so dass sich ein geschlossener Ofenraum in dem Ofen gebildet hat. Der Ofen 3 wird dann zur Wärmeabgabe in den Ofenraum aktiviert.
-
Zur Entnahme des Lebensmittel-Fertigkörpers FK aus dem Ofen 3 nach dessen Wärmebehandlung wird in umgekehrter Reihenfolge zu seiner Einbringung der Boden 3b des Ofens 3 wieder heruntergefahren, der Transportschlitten 4 wieder in den Zwischenraum zwischen dem Boden 3b und dem Oberteil 3a eingefahren, der Lebensmittelträger 6 mit dem Fertigkörper RK durch weiteres Herunterfahren des Bodens 3b wieder auf dem Transportschlitten 4 abgelegt und der Transportschlitten 4 dann mit dem Lebensmittelträger 6 und dem Lebensmittel-Fertigkörper RK aus dem Bereich des Ofens 3 herausgefahren, z.B. zurück in die erste Position.
-
4 zeigt eine Skizze des Lebensmitteldruckers 1 in Draufsicht. Der Transportschlitten 4 ist zwischen seiner ersten Position und seiner zweiten Position um z.B. hier θ = 180° um eine Drehachse D verschwenkbar.
-
Der Transportschlitten 4 kann ferner auch radial zu der Drehachse D bewegbar, insbesondere radial linearverschieblich, ausgebildet sein, was seine freie Bewegung in einer Ebene in einem Band ±Δr um die Bahn des Drehwinkels θ ermöglicht. Dies ermöglicht in einer Weiterbildung eine freie Bewegung um die erste Position so, dass der Transportschlitten 4 im Bereich der Auflagefläche 5 in Bezug auf die Extrusionsstation 2 bzw. deren Druckkopf oder Druckköpfe horizontal frei bewegbar oder einstellbar sind. Dadurch kann unterschiedliche Lebensmittel-Grundmasse GM in einem grundsätzlich beliebigen ebenen Muster auf den darauf aufgelegten Lebensmittelträger 6 aufgebracht werden, und zwar auch mehrlagig. Somit wiederum kann der Rohkörper RK mit einer beliebigen ebenen und vertikalen Struktur zu einem dreidimensional strukturierten Lebensmittel-Rohkörper RK zusammengesetzt werden. Eine relative vertikale Bewegung des Transportschlittens 4 und der Extrusionsstation 2 kann vorgesehen sein, braucht es aber nicht.
-
5 zeigt in einer Sicht von unten eine Skizze eines Lebensmittelträgers 12 eines Lebensmitteldruckers 11 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Der Lebensmitteldrucker 11 unterscheidet sich von dem Lebensmitteldrucker 1 dadurch, dass der zugehörige Transportschlitten 13 (siehe 7 und 8) nun nicht um eine Drehachse D verschwenkbar, sondern linearverschieblich ist und somit auch zwischen seiner ersten Position und seiner zweiten Position linearverschieblich ist, insbesondere geradlinig verschieblich ist.
-
An der gezeigten Unterseite 14 des Lebensmittelträgers 12 befinden sich mehrere nicht durchgehende Rücksprünge in Form von Einkerbungen oder Sacklöchern, und zwar bestehend aus einem ersten Satz von hier vier Rücksprüngen 15, die symmetrisch zu einem Mittelpunkt des Lebensmittelträgers 12 angeordnet sind, und einem zweiten Satz von ebenfalls vier symmetrisch angeordneten Rücksprüngen 16, die näher zu dem Mittelpunkt des Lebensmittelträgers 12 angeordnet sind als die Rücksprünge 15. Die Rücksprünge 15 und 16 können eine gleiche oder eine unterschiedliche Größe und/oder Form aufweisen.
-
Insbesondere sind die Rücksprünge 15 und 16 jeweils beispielhaft in einer quadratischen Anordnung mit einem (Lochmitten-)Abstand von benachbarten Rücksprüngen 15 bzw. 16 der Größe a bzw. b angeordnet.
-
6 zeigt eine Skizze des Lebensmittelträgers 12 als Schnittdarstellung durch zwei Rücksprünge 15 in Seitenansicht.
-
7 zeigt in Draufsicht eine Skizze des Transportschlittens 13 des Lebensmittelträgers 12 oder eines Ausschnitts davon. Der Transportschlitten 13 weist an seiner Oberseite mehrere hochstehende längliche Vorsprünge in Form von hier vier vertikal nach oben vorstehenden Stiften 17 auf. Die Stifte 17 sind in Draufsicht in der gleichen Anordnung wie die Rücksprünge 15 angeordnet und von unten locker in die Rücksprünge 15 einsteckbar. Die Stifte 17 dienen somit als Auflagefläche 5 für den Lebensmittelträger 12. Der Lebensmittelträger 12 wird durch die Stifte 17 in horizontaler Richtung formschlüssig fixiert.
-
Der Transportschlitten 13 weist ferner zwei seitlich ansetzende, parallel zueinander verlaufende geradlinige Schlitze 18 auf. Die Schlitze 18 sind parallel zu einer Verschiebungsrichtung V des Transportschlitten 13 ausgerichtet und öffnen sich seitlich in Richtung des Ofens 2. Der Abstand der Schlitze 18 zueinander entspricht dem Abstand b. Ihre Länge ist hier größer als der Abstand b.
-
8 zeigt eine Skizze des Transportschlittens 13 als Schnittdarstellung in Seitenansicht.
-
9 zeigt in Draufsicht eine Skizze des Bodens 3b des Ofens 3 des Lebensmitteldruckers 11. Der Boden 3b weist an seiner Oberseite 19 mehrere hochstehende längliche Vorsprünge in Form von hier vier vertikal nach oben vorstehenden Stiften 20 auf. Die Stifte 20 sind in Draufsicht in der gleichen Anordnung wie die Rücksprünge 16 angeordnet und von unten locker in die Rücksprünge 16 einsteckbar. Die Stifte 20 dienen somit als Auflagefläche für den Lebensmittelträger 12. Der Lebensmittelträger 12 wird durch die Stifte 20 in horizontaler Richtung formschlüssig fixiert. Aufgrund der Anordnung der Stifte 17 und 20 sowie der Rücksprünge 15 und 16 können die Stifte 17 als Ganzes nur in die Rücksprünge 15 eingreifen und die Stifte 20 als Ganzes nur in die Rücksprünge 16 eingreifen.
-
10 zeigt eine Skizze des vertikal beweglichen Bodens 3b aus 9 als Schnittdarstellung durch zwei benachbarte Stifte 20 in Seitenansicht.
-
11 zeigt in Draufsicht eines Skizze des Bodens 3b des Ofens 3 während einer Bewegung des Transportschlittens 13 in seine zweite Position. Dabei wird der Transportschlitten 13 horizontal so verschoben, dass die Stifte 20 in den ihnen jeweils zugeordneten Schlitz 18 eintauchen, hier: zwei Stifte 20 pro Schlitz 18. Der gestrichelt angedeutete Lebensmittelträger 12 liegt dabei noch auf den Stiften 17 des Transportschlittens 13 auf.
-
12 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine Skizze des Lebensmittelträgers 12, des Transportschlittens 13 und des Bodens 3b des Ofens 3 nach Einführen des Lebensmittelträgers 12 und des Transportschlittens 13 in den geöffneten Ofen 3. Der Transportschlitten 13 befindet sich in seiner zweiten Position. Der Boden 3b befindet sich in seiner unteren Höhenposition und ist daher so weit abgesenkt, dass seine Stifte 20 den Lebensmittelträger 12 nicht kontaktieren. Der Lebensmittelträger 12 liegt somit noch allein auf den Stiften 17 des Transportschlittens 13 auf.
-
13 zeigt eine zu 12 analoge Darstellung, bei der nun der Boden 3b des Ofens 3 durch vertikale Anhebung den Lebensmittelträger 12 gerade kontaktiert hat, wobei seine Stifte 20 in die Rücksprünge 16 eingetaucht sind.
-
14 zeigt eine zu 12 analoge Darstellung, bei der nun der Boden 3b des Ofens 3 durch weitere Anhebung auf eine Zwischenposition den Lebensmittelträger 12 von dem Transportschlitten 13 abgehoben und damit übernommen hat.
-
15 zeigt eine zu 12 analoge Darstellung, bei der der Transportschlitten 13 folgend durch seitliche Verschiebung aus dem Ofen 3 herausgefahren worden ist. Der Lebensmittelträger 12 liegt folglich nur noch auf den Stiften 20 auf. Der Boden 3b kann nun in seine obere Höhenposition oder „Schließposition“ verfahren werden, in welcher der Boden 3b das Oberteil unterseitig verschließt. Dadurch ist der Lebensmittelträger 12 mit dem Rohkörper RK in den Ofenraum verbracht worden und kann wärmebehandelt werden.
-
Zum Entnehmen des wärmebehandelten Fertigkörpers FK wird in umgekehrter Reihenfolge: der Boden 3b auf seine Zwischenposition abgesenkt, der Transportschlitten 13 auf seine zweite Position verfahren, der Boden 3b auf seine untere Position verfahren und dann der Transportschlitten 13 mit dem nun wieder auf den Stiften 17 abgelegten Lebensmittelträger 12 auf dem Ofen 3 entfernt.
-
Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt.
-
So kann der Lebensmittelträger in Draufsicht auch eine andere Form aufweisen, z.B. kreisrund sein. Speziell in diesem Fall können die Rücksprünge beider Sätze auch zueinander drehsymmetrisch sein, z.B. indem die Rücksprünge beider Sätze abwechselnd mit gleichem Winkelabstand auf einer gemeinsamen Kreisbahn liegen.
-
Allgemein kann unter „ein“, „eine“ usw. eine Einzahl oder eine Mehrzahl verstanden werden, insbesondere im Sinne von „mindestens ein“ oder „ein oder mehrere“ usw., solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist, z.B. durch den Ausdruck „genau ein“ usw.
-
Auch kann eine Zahlenangabe genau die angegebene Zahl als auch einen üblichen Toleranzbereich umfassen, solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Lebensmitteldrucker
- 2
- Extrusionsstation
- 3
- Ofen
- 3a
- Oberteil des Ofens
- 3b
- Boden des Ofens
- 4
- Transportschlitten
- 5
- Auflagefläche
- 6
- Lebensmittelträger
- 11
- Lebensmitteldrucker
- 12
- Lebensmittelträger
- 13
- Transportschlitten
- 14
- Unterseite des Lebensmittelträgers
- 15
- Rücksprung
- 16
- Rücksprung
- 17
- Stift
- 18
- Schlitz
- 19
- Oberseite des Bodens
- 20
- Stift
- a
- Abstand
- b
- Abstand
- D
- Drehachse
- GM
- Lebensmittel-Grundmasse
- RK
- Lebensmittel-Rohkörper
- FK
- Lebensmittel-Fertigkörper
- V
- Verschiebungsrichtung
- θ
- Drehwinkel
- Δr
- Radiale Verschiebbarkeit
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- US 8888480 B3 [0002]
- US 2017043538 A1 [0003]
