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Vorrichtung zum Schneiden und Formen eines kugelförmigen Körpers
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Formen von
Nahrungsmitteln, insbesondere eine Vorrichtung zum Schneiden und Formen
von sphärischen bzw. kugeligen Erzeugnissen, wie eines
Bohnenmusbrötchens oder eines Bohnenmus-Reiskloßes, aus
zweischichtigem stangenförmigem Nahrungsmittel, das kontinuierlich aus einem
Extruder extrudiert wird.
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Ein Typ einer herkömmlichen Vorrichtung zum Schneiden und Formen
eines Bohnenmusbrötchens wird beispielsweise in der japanischen
Gebrauchsmusterveröffentlichung Nr. 5-25432 offenbart. Bei
dieser Vorrichtung sind zumindest drei sechsflächige Elemente aus
Kunststoff hergestellt, die jeweils zwei einander benachbarte
Gleitseitenflächen aufweisen, die zu einem Aufbau kombiniert
werden, indem man diese Gleitflächen aneinander anliegen läßt.
Der Aufbau wird in einem vieleckigen Gehäuse derart gehalten,
daß er eine von Teilen der Gleitflächen umgebene Mittelöffnung
bildet. Dabei wird dafür gesorgt, daß die sechsflächigen
Elemente aneinander gleiten, um die Mittelöffnung zu öffnen und zu
schließen, so daß eine hindurchtretende Teigstange geschnitten
und geformt wird.
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Bei einem anderen Typ einer herkömmlichen Vorrichtung,
beispielsweise bei der in der japanischen Patentveröffentlichung
Nr. 5-9051 gezeigten, werden mehrflächige Elemente identischer
Form um Stützpunkte geschwenkt, die in gleichem Abstand
voneinander auf einem imaginären Kreis angeordnet sind. Dabei sind die
vielflächigen Elemente derart angeordnet, daß jedes vielflächige
Element synchron rotiert, während seine Spitze der Seitenfläche
eines benachbarten Elements folgt, derart, daß eine von den
Seitenflächen umgebene Mittelöffnung geöffnet und geschlossen wird,
um ein Nahrungsmittel zu schneiden und zu formen, das durch
dieselbe hindurchtritt.
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Die herkömmliche Vorrichtung zum Schneiden und Formen eines
sphärischen Körpers, wie sie in der japanischen
Gebrauchsmusterveröffentlichung Nr. 5-25432 gezeigt ist, hat Schwierigkeiten
insofern, als die in dem Gehäuse eingeschlossenen sechsflächigen
Kunststoffelemente dazu tendieren, zu expandieren und durch
während des Betriebs erzeugte Hitze festgesetzt oder verbrannt zu
werden, derart, daß der Betrieb unterbrochen werden muß.
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Die in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 5-9051
gezeigte herkömmliche Vorrichtung macht ebenfalls Schwierigkeiten,
insofern, als zwischen den Seitenflächen benachbarter Elemente,
die nicht die Flächen der Spitzen der vielflächigen Elemente
sind, während der Zeit, in der die Spitzen den Seitenflächen
benachbarter Seitenflächen der Elemente folgen, Spalten gebildet
werden, bis die Seitenflächen der Elemente aneinander anliegen.
Dadurch kann Nahrungsmittel in die Spalte eintreten, so daß die
Oberflächen des Nahrungsmittels verformt werden können. Ferner
entstehen Schwierigkeiten insofern, als dadurch, daß nur die
Spitzenabschnitte der vielflächigen Elemente die Seitenflächen
benachbarter Elemente berühren, diese Spitzenabschnitte
verschleißen, so daß die Mittelöffnung nicht vollständig
geschlossen werden kann. Dadurch wird die Effektivität des Schneidens
und Formens des sphärischen Körpers verringert.
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Die EP-A 0478135 offenbart eine Einrichtung zum Schneiden und
Formen eines sphärischen Körpers aus stangenförmigem Teig, mit
zumindest drei Schneid- und Formelementen, deren jedes erste und
zweite aneinanderanliegende Gleitflächen und ein in einem
Mittelteil des Elements vorgesehenes Langloch aufweisen, wobei
jedes Element mittels des Lochs drehbar und gleitbar auf einer
Welle angebracht ist, sowie die Wellen in gleichem Abstand auf
einem imaginären Kreis angeordnet sind, derart, daß die erste
Gleitfläche eines Schneid- und Formelements die zweite
Gleitfläche eines anliegenden Schneid- und Formelements führt, um eine
zentrale Öffnung zu bilden, die von einer Reihe von ersten
Gleitflächen umgeben ist, die von den zweiten Gleitflächen
geführt sind, um den durch die Mittelöffnung hindurchtretenden
stangenförmigen Teig zu schneiden und zu formen.
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Die vorliegende Erfindung ist gegenüber der EP-A 0478135 dadurch
gekennzeichnet, daß die Vorrichtung ferner ein verbindendes
Element aufweist, welches die erste Gleitfläche eines Schneid- und
Formelements und die zweite Gleitfläche eines benachbarten
Schneid- und Formelements überbrückt, um zu verhindern, daß die
Schneid- und Formelemente während des Betriebs voneinander
getrennt werden, und in dem die Schneid- und Formelemente in der
Vorrichtung gleitend gehalten sind, ohne daß ein Festsetzen oder
Fressen der Schneid- und Formelemente auftritt, derart, daß die
Vorrichtung kontinuierlich betrieben werden kann, um
Nahrungsmittelerzeugnisse zu erzeugen, die frei von verformten
Oberflächen sind.
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Durch diesen Aufbau benötigt die Vorrichtung nach der Erfindung
kein Gehäuse, um die Anordnung der mehrflächigen Elemente zu
haltern, und die Elemente werden selbst dann keine Hemmung
hervorrufen, wenn sie sich während des Betriebs durch Hitze
ausdehnen. Da erfindungsgemäß die Seitenflächen aneinander
angrenzender vielflächiger Stücke bzw. Elemente stets gleitend aneinander
anliegen, wird sich auch kein Spalt zwischen ihnen bilden, in
den Nahrungsmittel eintreten könnte.
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Das verbindende Element nach dieser Erfindung kann von jedweder
Art sein, die aneinander anliegende Schneid- und Formelemente
dazu veranlaßt, im wesentlichen ohne Spalt zwischen ihnen sich
gegenseitig leicht zu berühren. Das verbindende Element kann
beispielsweise keilförmig sein, und der Hauptteil kann an einem
der Schneid- und Formelemente befestigt sein, während der
keilförmige Teil gleitend in eine Nut im anderen Schneid- und
Formelement eingreift.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Langloch in dem
Schneid- und Formelement vorzugsweise parallel zu der ersten
Gleitfläche angeordnet. In jedes Langloch ist an einem jeweils
in gleichem Abstand auf einem imaginären Kreis angeordneten
Punkt eine rotierende Welle eingepaßt, wobei die Gesamtzahl
dieser Wellen gleich der Anzahl der Schneid- und Formelemente ist.
Infolge dieser Anordnung variiert der Abstand von der Welle zur
Spitze jedes Schneid- und Formelementes derart, daß die Schneid-
und Formelemente daran gehindert werden, sich aneinander
festzulaufen.
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Es ist nicht erforderlich, daß jede Welle eine Antriebswelle
ist. Lediglich eine Welle muß eine Antriebswelle sein, während
die übrigen Wellen angetriebene Wellen sein können oder
Stützpunkte, die nicht rotieren.
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Im folgenden werden unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen bestimmte Ausführungsformen der Erfindung als Beispiele
beschrieben.
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Es zeigt:
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Fig. 1 eine schematische Frontansicht der gesamten Vorrichtung
zum Schneiden und Formen des stangenförmigen Nahrungsmittels
gemäß vorliegender Erfindung, teilweise geschnitten;
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Fig. 2 eine schematische Draufsicht, teilweise geschnitten,
welche den Antriebsmechanismus für den Antrieb der Schneid- und
Formelemente illustriert;
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Fig. 3 eine schematische Seitenansicht, teilweise geschnitten,
die den Antriebsmechanismus für den Antrieb der Schneid- und
Formelemente verdeutlicht;
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Fig. 4 eine Draufsicht, die die Funktion eines Schneid- und
Formelementeaufbaus gemäß seiner ersten Ausführungsform darstellt;
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Fig. 5 eine die Funktion der Schneid- und Formelementeanordnung
darstellende Draufsicht;
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Fig. 6 eine die Funktion der Schneid- und Formelementeanordnung
darstellende Draufsicht;
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Fig. 7 ebenfalls eine die Funktion der Schneid- und
Formelementeanordnung darstellende Draufsicht;
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Fig. 8 eine ein Schneid- und Formelement im einzelnen
darstellende perspektivische Ansicht;
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Fig. 9 eine die Funktion der Schneid- und Formvorrichtung gemäß
seiner zweiten Ausführungsform darstellende Draufsicht;
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Fig. 10 ebenfalls eine die Funktion der Schneid- und
Formvorrichtung darstellende Draufsicht;
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Fig. 11 ebenfalls eine die Funktion der Schneid- und
Formvorrichtung darstellende Draufsicht;
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Fig. 12 ebenfalls eine die Funktion der Schneid- und
Formvorrichtung darstellende Draufsicht;
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Fig. 13 eine perspektivische Ansicht, die eine weitere Art von
Schneid- und Formelement im Detail darstellt.
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Das Bezugszeichen X in Fig. 1 bezeichnet einen Extruderaufbau,
der kontinuierlich Nahrungsmittel extrudiert. Bei dieser
Ausführungsform sind zwei Extruder vorgesehen, einer für Füllungen und
einer für die Krusten, derart, daß ein kontinuierliches,
stangenförmiges Nahrungsmittel D gebildet und in eine Mittelöffnung
2 (Fig. 5) extrudiert wird, die von einem unter dem Extruder X
angeordneten Schneid- und Formmechanismus 1 gebildet wird.
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Bei einem Antriebsmechanismus 3 für einen Schneid- und
Formaufbau, der in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist, wird der
Rotationsantrieb eines Motors 4 auf ein Ringzahnrad 31 über eine drehbare
Kurvenscheibe 33 mit einer geschlossenen Steuerkurve übertragen,
der ein mit einem Arm 34 verbundener Nocken folgt. Der Nocken
ist auf einem Rahmen drehbar, derart, daß die Bewegung des
Nockens auf den Arm 34 übertragen wird, der einen Stab 35 zieht
oder schiebt. Der Stab ist mit einem Zahnrad 36 zur Drehung der
Wellen 37 verbunden, deren Hebel mit entsprechenden Zahnrädern
32 verbunden sind, welche in synchroner Weise die Schneid- und
Formelemente 6, 10 drehen, die in die Wellen 37 angepaßt sind,
um das stangenförmige Nahrungsmittel D zu schneiden und zu
formen.
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Eine mit dem Motor 4 verbundene Kurvenscheibe 38 ist dafür
vorgesehen, den gesamten Antriebsmechanismus 3 auf und ab zu
bewegen, derart, daß durch eine Stützwelle 39 der
Antriebsmechanismus 3 auf und ab bewegt wird. Die Kurvenscheibe 38 besitzt
rundum eine Steuerkurve in Spiralform, sowie einen Nocken, der die
Steuerscheibe 38 anheben oder absenken kann, wenn sie rotiert.
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Ein unter dem Antriebsmechanismus 3 angeordneter Förderer 5 ist
zur Aufnahme der geschnittenen und geformten Erzeugnisse und zur
Förderung derselben zum nächsten Verfahrensschritt bestimmt. Der
Förderer 5 kann synchron mit der Bewegung des
Antriebsmechanismus 3 auf und ab bewegt werden.
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Bei einer in den Fig. 4 bis 7 gezeigten ersten
Ausführungsform wird der Aufbau der Schneid- und Formelemente durch
Kombination von sechs Schneid- und Formelementen 6 von identischer
Gestalt gebildet, derart, daß jedes angrenzende Schneid- und
Formelement durch verbindende Elemente 7 überbrückt ist, um
dafür zu sorgen, daß die Seitenflächen aneinander angrenzender
Schneid- und Formelemente einander gleitend berühren. In jedem
Schneid- und Formelement 6 ist ein Langloch 8 vorgesehen,
derart, daß seine Längsachse parallel zu der Gleitfläche 9
verläuft, welche die Mittelöffnung 2 bildet. In gleichem Abstand
voneinander auf einem imaginären Kreis a angeordnet sind
drehbare Wellen 37 auf sechs Stützpunkten B1, derart, daß jede Welle
in ein Langloch 8 eintritt. Wie in Fig. 8 gezeigt ist, kann jede
Welle 37 einen operativen Wellenabschnitt 37a aufweisen, der auf
ihr fest angebracht ist, so daß der Wellenabschnitt 37a in das
Langloch passen und in Längsrichtung des Langlochs 8 gleiten
kann.
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Einander benachbarte Schneid- und Formelemente werden durch
verbindende Elemente 7 überbrückt, so daß die Schneid- und
Formelemente 6 daran gehindert sind, sich von einander zu trennen, wenn
sie durch die Rotation der Wellen 37 gedreht werden. Da der
Abstand vom Stützpunkt D1 zur Spitze 16 variieren kann, können die
Wellen 37, 37a längs der Innenseite des Langlochs 8 gleichmäßig
gleiten, um die Mittelöffnung 2 zu öffnen und zu schließen. Wenn
in dem Schneid- und Formelement 6 kein Langloch vorgesehen wäre,
und falls das Schneid- und Formelement durch eine Welle gedreht
würde, die lediglich auf ihr drehbar angebracht wäre, würde sich
das Schneid- und Formelement nicht gleichmäßig drehen, da die
Rotation der Schneid- und Formelemente durch ihren Eingriff mit
der Welle blockiert wäre. Das Vorsehen der Langlöcher erlaubt es
der Welle, gleitend zu rotieren, um die Mittelöffnung 2 zu
öffnen und zu schließen.
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Fig. 4 zeigt die Schneid- und Formelemente 6, wenn die von ihnen
gebildete Mittelöffnung 2 geschlossen ist. Die Fig. 5 bis 7
zeigen die von den Schneid- und Formelementen 6 eingenommenen
Positionen in einigen Stellungen, während die Mittelöffnung 2
geöffnet wird.
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Eine zweite Ausführungsform der Schneid- und Formvorrichtung
nach dieser Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Fig.
9-12 beschrieben werden. Vier Schneid- und Formelemente 10 von
identischer Gestalt werden durch das Überbrücken von aneinander
angrenzenden Schneid- und Formelementen 10 mittels verbindender
Elemente 11 kombiniert, derart, daß die Gleitflächen sämtlicher
Schneid- und Formelemente einander gleitend berühren.
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In jedem Schneid- und Formelement 10 ist ein Langloch 12
vorgesehen. Dieses Langloch 12 ist derart angeordnet, daß seine
Längsachse parallel zu der Gleitfläche 13 desjenigen Schneid-
und Formelements verläuft, das an der Bildung der Mittelöffnung
2 teilhat.
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An vier in gleichem Abstand voneinander auf einem imaginären
Kreis a angeordneten Punkten sind Wellen 14 an Stützpunkten B2
vorgesehen. Zusätzlich ist jede Welle 14 mit einer operativen
Welle 14a versehen, derart, daß die operative Welle 14a in das
Langloch 12 paßt und die Innenfläche desselben gleitend berührt.
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Werden die Schneid- und Formelemente 10 durch die Rotation der
Wellen 14 gedreht, da ja aneinander anliegende Schneid- und
Formelemente mittels verbindender Elemente 11 überbrückt werden,
sind die Schneid- und Formelemente 10 daran gehindert, sich
voneinander zu trennen. Da der Abstand vom Stützpunkt B2 zur
Spitze 16 des Schneid- und Formelements variieren kann, können
die Wellen 14, 14a sanft und gleichmäßig längs der Innenfläche
des Langlochs 8 gleiten, um die Mittelöffnung 2 zu öffnen und zu
schließen.
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Wäre in dem Schneid- und Formelement 10 kein Langloch 12
vorhanden und würde das Schneid- und Formelement ohne jedwedes
Langloch mittels einer drehbar mit ihm verbundenen Welle rotiert,
könnte das Schneid- und Formelement nicht rotieren, da sich die
Welle und das Schneid- und Formelement gegenseitig stören
würden. Die Schaffung des Langlochs ermöglicht es der Welle,
gleitend zu rotieren, um die Mittelöffnung 2 zu öffnen und zu
schließen.
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Fig. 9 zeigt die Schneid- und Formelemente 10, wenn die von
ihnen gebildete Mittelöffnung 2 geschlossen ist. Die Fig. 10-
12 zeigen von den Schneid- und Formelementen an einigen Punkten
eingenommene Stellungen, während die Mittelöffnung 2 geöffnet
wird.
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Fig. 13 zeigt eine dritte Ausführungsform der Schneid- und
Formvorrichtung und verbindende Elemente nach der vorliegenden
Erfindung.
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Das Schneid- und Formelement 17 der dritten Ausführungsform
besitzt einen Abschnitt einer Gleitfläche 18a, die dazu bestimmt
ist, die Außenfläche von stangenförmigem Nahrungsmittel zu
quetschen. Die Dicke des Quetschabschnitts 18a nimmt in Richtung auf
die Spitze graduell ab. In einer Seitengleitfläche 18 des
Schneid- und Formelements 17 an einem Abschnitt der
Seitengleitfläche 18, der nicht der Quetschabschnitt 18a ist, ist eine Nut
19 vorgesehen. In entsprechender Weise ist in der anderen
Seitengleitfläche eine weitere Nut 20 vorgesehen. Mit dieser
weiteren Nut 20 befindet sich der Eingriffsteil 21a eines
verbindenden Elements 21 in Eingriff und ist mittels einer Schraube 23 an
einem rückwärtigen Teil des Schneid- und Formelementes 17
befestigt, um in ein in dem Eingriffsteil 21a vorgesehenen Loch 22
eingepaßt zu werden. Ein weiterer Eingriffsteil 21b des
verbindenden Elements 21 befindet sich mit der Nut 19 eines
angrenzenden Schneid- und Formelements 17 in Eingriff.
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Die Schneid- und Formelemente 17 sind auf diese Weise zu einer
Schneid- und Formeinrichtung zusammengebaut. Die Schneid- und
Formelemente werden sodann durch ihre jeweiligen Langlöcher 24
auf nicht gezeigte Wellen gepaßt, um rotiert zu werden und
stangenförmiges Nahrungsmittel zu schneiden und zu formen.
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Diese Ausführungsform gemäß Fig. 13 weicht von der in Fig. 8
gezeigten Ausführungsform insofern ab, als bei der vorherigen kein
verbindendes Element exponiert ist, wenn die Schneid- und
Formelemente zusammengebaut werden, so daß eine kompakte Vorrichtung
möglich ist.
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Bei den obigen Ausführungsformen sind auf einem imaginären Kreis
an in gleichem Abstand voneinander angeordneten Stützpunkten B1
Wellen drehbar angeordnet. Es besteht für die Ausführungsformen
jedoch kein Erfordernis, derart eingeschränkt zu sein. Zumindest
kann eine auf einem Abstützpunkt drehbare Welle ausreichen, um
all die Schneid- und Formelemente anzutreiben. In diesem Fall
dienen die auf den anderen Wellen 37 angeordneten operativen
Wellenteile 37a lediglich als getriebene Welle. Werden Wellen
als getriebene Wellen verwendet, dann ist keine Welle
erforderlich, die eine Gleitfläche von besonderer Form aufweist, wie die
operative Welle 37a. Somit muß sich die Welle 37 nicht drehen,
kann jedoch in das Langloch eines Schneid- und Formelements
passen, so daß sie lediglich als Stützpunkt dient.
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Das Schneid- und Formelement 6 gemäß Fig. 8 besitzt konvexe
Gleitflächen (9a und 9b), konkave Gleitflächen (15a, 15b) und
Stege (16a und 16b) an denen sich die konvexen und konkaven
Flächen treffen, so daß ein Konvex-Konkav-Eingriff zwischen
aneinander angrenzenden Formelementen entsteht.
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Im folgenden werden die Funktionen und Wirkungen des Zwei-
Schritt-Schneid- und Formbetriebs der Schneid- und Formelemente
6 beschrieben, und zwar unter Bezugnahme auf die Fig. 1, 4
und 8.
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Als erstes preßt hauptsächlich die Gleitfläche 9a
stangenförmiges Nahrungsmittel D, sobald die Mittelöffnung 2 kleiner wird,
derart, dass die Peripherie des Nahrungsmittels D derart
defor
miert wird, daß sich ein halsförmiger Teil ergibt. Zu diesem
Zeitpunkt besitzt der halsartige Teil, der durch den von allen
Seiten ausgeübten Druck gebildet worden ist, einen reduzierten
Oberflächenbereich, so daß keine Füllung austreten kann. Diese
Funktion setzt sich fort, bis das Nahrungsmittel durch die Stege
16a durchgeschnitten worden ist, die sich in der Mitte der
Vorrichtung zusammenfinden.
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Wenn die Schneid- und Formelemente fortfahren zu rotieren,
schreiten die Stege 16b weiter fort, während sie einander
berühren und kreuzen, bis die Rotierbewegung stoppt, sobald die Stege
16b verschwinden (wie in Fig. 4 gezeigt).
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Während dieser Zwei-Schritt-Schneid- und Formoperation kann die
Schneid- und Formvorrichtung sogar sehr klebriges Teigmaterial
vollständig trennen und die Kruste bzw. den Überzug des
geschnittenen Produkts auf seinen obersten Bereich führen.
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Bei einer weiteren Ausführungsform des Antriebsmechanismus 3
kann der Motor 4 einer sein, der eine Steuerungsfunktion als
Servomotor besitzt. Die Menge an Überzugsmaterial, das während
des Schneid- und Formvorgangs des stangenförmigen
Nahrungsmittels von der Schneid- und Formvorrichtung zu führen ist, kann
durch Steuerung der Rotationsgeschwindigkeit, des
Rotationswinkels und der Rotationsrichtung des Motors eingestellt werden, so
daß die Dicke des Überzugs bzw. der Kruste an verschiedenen
Stellen eingestellt werden und Erzeugnisse unterschiedlicher
Gestalt geschnitten und geformt werden können.
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Wie oben beschrieben hat die Erfindung die folgenden Wirkungen:
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Da gemäß Erfindung kein Gehäuse für die Halterung einer
Vorrichtung aus vielflächigen Elementen vorhanden ist, wird sich die
Vorrichtung nicht festlaufen, selbst dann nicht, wenn die
Schneid- und Formelemente sich durch während des Betriebs
erzeugte Wärme ausdehnen.
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Ferner wird dadurch, daß gemäß der Erfindung die Seitenflächen
von aneinander angrenzenden vielflächigen Elementen stets
gleitend aneinander anliegen, um zumindest im wesentlichen jeden
zwischen ihnen gebildeten Spalt zu eliminieren, kein
Nahrungsmittel in irgendeinen bei einer herkömmlichen Schneid- und
Formeinrichtung gebildeten Spalt zwischen den Seitenflächen der
vielflächigen Elemente eintreten. Somit lassen sich
Nahrungserzeugnisse herstellen, die frei von verformten Oberflächen sind.
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Da die Schneid- und Formvorrichtung nach der Erfindung sich
während des Betriebs nicht durch Hitze festsetzt, wie es bei den
herkömmlichen Vorrichtungen unvermeidlich ist, kann sie für
lange Zeit kontinuierlich betrieben werden.