DE3546632C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Eismaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Eismaschine ist aus der DE-OS 24 30 542 bekannt. Die bekannte Eismaschine besitzt eine sich axial erstreckende Schnecke, die drehbar in einer Gefrierkammer montiert ist und einen Mittelschaft sowie mindestens eine Leiste aufweist, die sich in einer im allgemeinen wendelförmigen Bahn über mindestens einen erheblichen Teil der axialen Länge des Umfangs des Mittelschaftes erstreckt. Eine Außenkante der Leiste ist benachbart zur Innenfläche der Gefrierkammer angeordnet und schabt von dieser Eisteilchen ab, wenn sich die Schnecke dreht. Die Leiste ist hierbei als durchlaufendes wendelförmiges Element ausgebildet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Eismaschine der angegebenen Art zu schaffen, die für den Antrieb der Schnecke besonders wenig Energie benötigt.

Diese Aufgabe wird bei einer Eismaschine der angegebenen Art erfindungs­ gemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung ist die Leiste durch mindestens zwei in Wendelrichtung nicht miteinander fluchtende Leistensegmente gebildet. Durch diese spezielle Ausgestaltung der Leiste wird die Masse der Eis­ teilchen aufgebrochen, die von der sich drehenden Schnecke von der Innenfläche der Gefrierkammer abgeschabt wurden. Durch das Zerbrechen dieser Eisteilchen, die gerade von der Gefrierkammer abgeschabt wurden, kann die Größe der erforderlichen Leistung für den Drehantrieb der Schnecke erheblich verringert werden.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung besteht die Schnecke vorzugsweise aus mehreren axial übereinander angeordneten Scheiben, die auf einer drehbaren Welle angeordnet sind und an denen jeweils ein Leistensegment vorgesehen ist. Diese einzelnen Scheiben können einzeln aus billigen und leichten Kunststoffen gepreßt werden.

Bei einer anderen Ausführungsform weist die Schnecke einen drehbaren Kern auf, mit dem der Schneckenkörper einstückig aus Kunststoff geformt ist. Bei dieser Ausführungsform kann die wendelförmige Leiste zusammen mit dem Rest des Schaftes der Schnecke oder auch als getrennte Einheit zusammen mit dem Rest der Schnecke geformt werden.

Weitere Ausführungsformen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen in Ver­ bindung mit der Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer Eismaschine;

Fig. 2 eine perspektivische Detailansicht eines anderen Ausführungsbeispiels der die Schnecke bildenden Scheiben;

Fig. 3 eine Seitenansicht einer einstückig ausgebildeten Schnecke gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel; und

Fig. 4 einen Schnitt entlang Linie 4-4 in Fig. 3.

Nach Fig. 1 weist eine Eismaschine 10 eine Verdampfer- und Eisbildungseinrichtung 12 auf, die zwischen einer Aufnahmefläche 16 für Eisprodukte und einer Antriebseinrichtung 18 angeord­ net ist. In herkömmlicher Weise ist die Eismaschine 10 mit einem nicht gezeigten Kälteverdichter und Kondensator (Ver­ flüssiger) versehen, die mit der Verdampfer- und Eisbil­ dungseinrichtung 12 zusammenwirken, wobei alle Vorrichtun­ gen über nicht gezeigte herkömmliche Kältemittelzufuhr­ und Rücklaufleitungen miteinander verbunden sind und in der herkömmlichen Weise arbeiten, so daß ein strömendes gasför­ miges Kältemittel mit einem verhältnismäßig hohen Druck vom Verdichter zum Verflüssiger befördert wird. Beim Durchlau­ fen des Verflüssigers wird das gasförmige Kältemittel ab­ gekühlt und verflüssigt und strömt zur Verdampfer- und Eis­ bildungseinrichtung 12, in der das Kältemittel durch die Wärmeübertragung von dem zu Eis auszuformendem Wasser ver­ dampft wird. Das verdampfte gasförmige Kältemittel strömt dann von der Verdampfer- und Eisbildungseinrichtung 12 zu­ rück zur Einlaß- oder Ansaugseite des Verdichters, um dann neu durch das Kältemittelsystem zu laufen.

Im allgemeinen weist die Verdampfer- und Eisbildungsein­ richtung 12 ein Innengehäuse 20 auf, welches eine im we­ sentlichen zylinderförmige Gefrierkammer 22 zur Aufnahme des Eisbereitungswassers bildet. Eine sich axial erstrek­ kende Schnecke 26 ist in der Gefrierkammer 22 drehbar ge­ lagert und weist einen Mittelschaft 28 mit einer im allgemeinen wendelförmigen Leiste 30 auf, die im Raum zwischen dem Mittelschaft 28 und der Innenfläche des Innengehäuses 20 angeordnet ist, um drehend Eisteilchen von der zylinderförmigen Gefrierkammer 22 abzuschaben. Der Antrieb 18 treibt die Schnecke 26 an, so daß sie Mengen von verhältnismäßig nassen und lockeren Eismatschteilchen 37 durch die Gefrierkammer 22 drückt, die durch einen Eisaus­ laß 36 der Verdampfer- und Eisbildungseinrichtung 12 abge­ geben werden, wenn durch einen Wassereinlaß 34 nicht gefro­ renes Eisbereitungswasser in die Gefrierkammer eingelassen wird.

Die verhältnismäßig nassen und lockeren Eisteilchen 37 wer­ den an der Innenfläche des Innengehäuses 20 in herkömmlicher Weise durch Wärmeübertragung von der Gefrierkammer 22 und einem benachbarten Verdampfer 38 ausgeformt, durch welchen das vorerwähnte Kältemittel vom Kältemitteleinlaß 40 zum Kältemittelauslaß 42 strömt. Der Kältemittelein- und -auslaß 40 und 42 sind an entsprechende Kältemittelzufuhr und -rücklaufleitungen des vorerwähnten herkömmlichen Kältemit­ telsystems angeschlossen. Die Einzelheiten der Schnecke 26 werden nachstehend näher erläutert.

Fig. 1 zeigt die Schnecke 26, welche einen Mittelschaft 28 aufweist, der mit mindestens einer Leiste 30 bestückt ist, die sich all­ gemein wendelförmig über im wesentlichen die ge­ samte axiale Lange der Schnecke erstreckt. Die Leiste 30 wird aus mehreren unterbrochenen Leistensegmenten 162 gebildet, die im allgemeinen aneinander anstoßen, wobei sich jedes Segment in einer im allgemeinen wendelförmigen Richtung auf dem Abschnitt der wendelförmigen Bahn der Liste 30 erstreckt. Jeweils zwei benachbarte Ende-an-Ende angeord­ nete unterbrochene Leistensegmente 162 fluchten nicht mit­ einander in Wendelrichtung, wobei zwischen jeweils zwei Segmenten eine Unregelmäßigkeit 164 ausgeformt ist. Diese Fehlfluchtungen oder Unregelmäßigkeiten 164 bre­ chen die Masse der Eisteilchen auf, die von der sich dre­ henden Schnecke 26 vom Inneren der Gefrierkammer 22 los­ geschabt wurden. Durch das Zerbrechen solcher Eisteilchen, die gerade von der Gefrierkammer 22 abgeschabt wurden, wird die Größe der erforderlichen Leistung zum Drehan­ trieb der Schnecke erheblich verringert. Obwohl nur eine einzige Leiste 30 für die meisten Anwendungen erfor­ derlich ist, können für eine Eismaschine mehrere getrennte Leisten, die in Axialabständen voneinander angeordnet sind und sich über eigene wendelförmigen Bahnen am Um­ fang des Mittelschaftes 28 erstrecken, von Vorteil sein.

Der Mittelschaft 28 und die Leiste 30 der Schnecke 26 bestehen aus mehreren einzelnen Scheiben­ elementen 170, die axial aufeinandergestapelt und mit der Welle 71 verkeilt oder anderweitig befestigt sind, so daß sie sich mit dieser drehen können. Die Unregelmäßig­ keiten 164 sind vorzugsweise an der Grenzfläche zwischen axial benachbarten Paaren der Scheiben 170 angeordnet. Diese bevorzugte Konstruktion der Schnecke 26 ermöglicht ein separates Formen der Scheiben 170 aus Kunst­ stoff, wodurch Kosten und Aufwand bei der Herstellung der Schnecke 26 erheblich verringert werden. Außerdem bietet eine solche Konstruktion eine große Vielseitigkeit inbezug auf die Auslegung und Herstellung der Schnecke 26 einschließlich der Vielseitigkeit der Schaffung verschiedener Neigungen der wendelverlaufenden Leistensegmente 162 von Scheibe zu Scheibe, der Vielseitigkeit beim Pressen oder anderweitigem Ausformen verschiedener Scheibenelemente der Schnecke 26 aus verschiedenen Werkstoffen wie z. B. Kunst­ stoffe, Bronzeguß, Sintermetalle sowie auch bei der Farbcodierung von einem oder mehreren Scheibenelementen 170, um die Montage der Scheibenelemente 170 auf der Welle 71 in der richtigen Reihenfolge zu erleichtern. Ein weite­ res Beispiel für die Vielseitigkeit, welche die bevorzugte Mehrscheibenanordnung der Schnecke 26 bietet, ist die Mög­ lichkeit, speziell ausgeformte Leistensegmente oder härtere Werkstoffe auf der Einlaß- und Auslaßseite der Scheiben vorzusehen. Ein weiterer Vorteil der bevorzugten Schnecke 26 besteht darin, daß bei einer Beschädigung eines Teils der Leiste 30 nur die betroffenen Scheibenelemente 170 ausgetauscht werden müssen, anstatt die gesamte Schnecke zu ersetzen.

Durch die Mehrscheibenkonstruktion der Schnecke 26 können sich die einzelnen Leistensegmente 162 an jeder Scheibe 170 getrennt in axialer Richtung durchbiegen, wenn die Schnecke 26 abgeschabte Eispartikel in axialer Richtung in der Gefrierkammer durchdrückt. Diese axiale Elastizität trägt viel zur Verringerung oder Dämpfung axialer Stoßbe­ lastungen bei, die auf die Schnecke 26 wirken und verlän­ gert damit die Lagerlebensdauer.

Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Scheiben für die Schnecke 26, dessen Mittelschaft 28 und wendelförmige Leiste 30 aus abwechselnden Scheibenelementen 170a zusammen­ gesetzt sind, die mit Leistensegmenten 162a mit versetzten Paßflächen 176 versehen sind. Diese versetzten Flächen können dazu eingesetzt werden, die Scheibenelemente 170a untereinander im Dreh­ sinn zu verriegeln, was eine zusätzliche Maßnahme zur vor­ erwähnten Verkeilung oder anderweitigen Befestigung der Scheibenelemente 170 an der Welle 71 darstellt. Außerdem können Form und Größe der abgestuften Abschnitte der ver­ setzten Fläche von Scheibe zu Scheibe variiert werden, um einen Zusammenbau der Scheibenelemente auf der Welle 71 in falscher axialer Folge zu verhindern.

Die Fig. 3 und 4 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel bei dem eine weitere Schnecke 26a einen Mit­ telschaft 180 und eine wendelförmige Leiste 182 aufweist, die bei­ de einstückig auf und mit einem drehbaren Kern 184 ausge­ formt sind. Die Leiste 182 besteht aus mehreren un­ terbrochenen Leistensegmenten 186, die in Wendelrichtung nicht miteinander fluchten, wie es oben in Verbindung mit der bevorzugten Schnecke 26 beschrieben wurde.

Um die Trennung vom Aggregat zu erleichtern, das zum einstückigen Pressen des Mittel­ schaftes 180 und der Leiste 182 mit dem drehbaren Kern 184 dient, sind die unterbrochenen Leistenseg­ mente 186 vorzugsweise durch im allgemeinen flache oder ebene Verbindungssegmente 190 miteinander verbun­ den, welche auch die Fehlfluchtungen oder Unregel­ mäßigkeiten zwischen den Ende-an-Ende angeordneten be­ nachbarten Leistensegmenten 186 bilden. Jedes der Ver­ bindungssegmente 190 erstreckt sich im allgemei­ nen quer zu seinen zugeordneten unterbrochenen Leisten­ segmenten 186 und ist vorzugsweise im allgemeinen senk­ recht zur Drehachse der Schnecke angeordnet. Um außerdem die Trennung von der Preßeinrichtung zu erleichtern, die zur Ausformung der Schneckenversion 26a dient, fluchten die Verbindungssegmente 190 vorzugsweise am Umfang miteinander auf jeweils mindestens einem Paar von im all­ gemeinen sich axial erstreckenden geometrischen Örtern auf sich diametral gegenüberliegenden Seiten des Mittel­ schaftes 180 (Fig. 3). Es können auch geteilte Verbin­ dungssegmente wahlweise bei der bevorzugten Schnek­ ke 26 wie die einstückigen Verbindungssegmente 190 bei der Schnecke 26a verwendet werden, wobei dann die ge­ trennten Scheibenelemente 170 axial, wie erwähnt, auf der Welle 71 gestapelt werden.

Wie die anderen Bauteile der Eismaschine können die Scheibenelemente 170 (oder 170a) der Schnecke 26 und des einstückigen Mittelschaftes 180 sowie der Leistenabschnitt 182 der Schnecke 26a aus einem Kunst­ stoff, beispielsweise thermoplastischem Acetalharz gepreßt sein. Natürlich können auch geeignete Nicht-Kunst­ stoffe verwendet werden.

Bei jedem der verschiedenen oben beschriebenen und gezeig­ ten Ausführungsbeispiele können entweder eine einzige Leiste oder mehrere Leisten vorgesehen sein. Auch können anstatt der einstückigen Pressung der unter­ brochenen Leistensegmente mit den Mittelschäften der be­ vorzugten Schnecke 26 oder der anderen Schnecke 26a ge­ trennte Leistensegmente aus verschiedenen Metallen oder anderen ungleichen Stoffen einstückig entweder mit getrenn­ ten Scheibenelementen 170 oder als einstückiger Mittel­ schaft 180 ausgeführt werden. Um schließlich die radiale Seitenbelastung auf die Lager der Welle 71 oder des dreh­ baren Kerns 184 weitgehend herabzusetzen, ragen die Vorder­ oder Schabeflächen (als obere Flächen in den Zeichnungen dargestellt) der Leisten bei allen Ausführungsbeispielen der Schnecke vorzugsweise radial vom Mittelschaft nach außen in einer Richtung, die im wesentlichen senkrecht zur Drehachse der Schnecke liegt. Indem somit die axiale Neigung dieser Vorder- oder Schabeflächen im wesentlichen vermieden oder sehr klein gehalten wird, drückt die Dre­ hung der Schnecke die abgeschabten Eisteilchen hauptsäch­ lich mit einer verhältnismäßig geringen Radialkraftkompo­ nente in axialer Richtung, wodurch die radialen Seiten­ belastungen auf die Lager weitgehend herabgesetzt werden.

Claims (9)

1. Eismaschine mit einer zylindrischen Gefrierkammer zur Erzeugung von Eis, einer neben der Gefrierkammer angeordneten Kälteübertragungsein­ richtung, einer Einrichtung für die Zufuhr von Eisbereitungswasser zur Gefrierkammer, einer sich axial erstreckenden Schnecke, die drehbar in der Gefrierkammer montiert ist und einen Mittelschaft sowie mindestens eine Leiste aufweist, die sich in einer im allgemeinen wendelförmigen Bahn über mindestens einen erheblichen Teil der axialen Länge des Umfangs des Mittelschaftes erstreckt, wobei eine Außenkante der Leiste benachbart zur Innenfläche der Gefrierkammer angeordnet ist und von dieser Eisteilchen abschabt, wenn sich die Schnecke dreht, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiste (30, 182) durch mindestens zwei in Wendelrichtung nicht miteinander fluchtende Leistensegmente (162, 162a, 186) gebildet ist.
2. 2. Eismaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiste (30) zur Bildung der Leistensegmente (162, 162a) unterbrochen ist.
3. 3. Eismaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistensegmente (186) über ein sich etwa quer zu ihnen erstreckendes Verbindungssegment (190) verbunden sind.
4. 4. Eismaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelschaft (180) und die Leistensegmente (182) einstückig ausgebildet sind.
5. 5. Eismaschine nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Schnecke (26) mehrere axial übereinander angeordnete Scheiben (170, 170a) aufweist, an denen jeweils ein Leistensegment (162, 162a) vorgesehen ist.
6. 6. Eismaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Verbindungssegment (190) senkrecht zur Drehachse der Schnecke (26a) erstreckt.
7. 7. Eismaschine nach Anspruch 3 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Verbindungssegmenten (190) auf zwei diametral gegenüber­ liegenden Axiallinien angeordnet ist.
8. 8. Eismaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Scheiben (170a) mehrere Leistensegmente (162a) aufweisen, die axial im Abstand voneinander angeordnet sind.
9. 9. Eismaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Steigung der Leistensegmente von Segment zu Segment ändert.