Misch- und Dosiervorrichtung zum Einbringen von Luft in zur Gefrierung bestimmte Kremen für die Erzeugung von Speiseeis Vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Misch- und Dosiervorrichtung zum Einbringen von Luft in zur Gefrierung bestimmte Kremen für die Erzeugung von Speiseeis von der Art der sogenannten soft ice cream .
Es sind bereits Vorrichtungen zum Einbringen von Luft in zur Gefrierung bestimmte Kremen bekannt, welche im allgemeinen aus einer Räderwerkpumpe für die Luft und aus einer anderen Pumpe für die Kreme oder aus einem Kompressor für die Luft und einer Pumpe für die kremeartige, zu gefrierende Masse, oder aus ähnlichen Systemen bestehen.
Derartige bekannte Vorrichtungen haben den Nach teil, dass keine Regelung der Dosierung Luft-Kreme möglich ist und dass es mit der bei solchen Vorrichtun gen erzielbaren Dosierung nicht gelingt, eine ausrei chende Mischhomogenität zwischen Luft und Kreme zu erreichen.
Hauptsächliches Ziel vorliegender Erfindung ist die Vermeidung der vorerwähnten Nachteile durch die Schaffung einer Vorrichtung, welche die gewünschte Dosierung der Anteile von Luft und Kreme und die Er zielung einer guten Homogenität der Mischung ermög licht.
Dieses Ziel der Erfindung wird mit der erfindungs- gemässen Misch- und Dosiervorrichtung zum Einbrin gen von Luft in zur Gefrierung bestimmte Kremen für die Erzeugung von Speiseeis erreicht, dadurch gekenn zeichnet, dass in einem mit Kreme zu füllenden Trog ein eine Dosierkammer bildender Hohlkörper angeord net ist, wobei dieser Hohlkörper am Boden einen mit einer Öffnung des Troges übereinstimmenden Auslass für die im Hohlkörper enthaltende Kreme, ferner min destens einen vom Troginneren zur Dosierkammer füh renden Eintritt für die Kreme,
eine erste Druckluftlei- tung für die Druckluftzufuhr in den oberen Bereich der Dosierkammer, eine zweite Druckluftleitung für die Druckluftzufuhr zu dem Auslass sowie Ventile zur Re gelung der Strömung der Kreme und der Druckluft in die Kammer und aus derselben und zur dosierten Mi schung. der Kreme mit der Luft aufweist.
Weitere Einzelheiten des Erfindungsgegenstandes sind der nachstehenden Beschreibung einiger vorzugs weisen, jedoch nicht ausschliesslichen Ausführungsfor men der erfindungsgemässen Misch- und Dosiervorrich- tung zu entnehmen, welche beispielsweise und ohne Beschränkung in der beiliegenden Zeichnung dargestellt sind,
in welcher Fig. 1 eine Schnittansicht einer ersten Ausführungsform der Misch- und Dosiervorrichtung und Fig.2 eine Schnittansicht einer zweiten Ausfüh rungsform derselben Vorrichtung zeigt und die Fig. 3 und 4 Darstellungen teils in Ansicht und im Schnitt einer dritten bzw. vierten Ausführungsform- der Vor richtungen sind.
Gemäss Fig. 1 besteht die Misch- und Dosiervor- richtung gemäss vorliegender Erfindung aus einem Trog 1 für die Aufnahme der Kreme, in welchem die im we sentlichen zylinderförmige Dosierkammer 2a angeord net ist. Der die Dosierkammer bildende, glockenartige Hohlkörper 2 ist gegen den Boden hin mit radialen zy lindrischen Erweiterungen 3, 4 versehen, welche Sitze für die Kugelventile 5, 6 bilden und auf der fest mit dem Hohlkörper 2 verbundenen Platte 7 aufsitzen.
Der Hohlkörper 2 setzt sich nach oben in einem Rohr 8 fort, welches unter Zwischenschaltung von we nigstens einer Dichtung 9 eine sich nach der rechten Seite der Kammer 2 (mit Bezug auf Fig. 1) erstreckende Leitung 10 trägt. Im Inneren der Leitung 10 befindet sich eine Steuerstange 11, welche von der am rechten Ende der Leitung 10 liegenden Magnetspule 12 betätigt wird. Diese Magnetspule 12 besteht aus Wicklungen 13, die um einen Magnetkern 14 liegen, welcher eine zen trale Bohrung aufweist, um der von einer nicht darge stellten Quelle gelieferten Druckluft den Durchtritt zu ermöglichen.
Eine zwischen einem Hals 11b der Stange 11 und dem Körper 10 eingesetzte Schraubenfeder 11 a drückt in Ruhestellung die Stange 11 nach links gegen die in einem stopfenförmigen Verschlusselement ausge bildete Abblasleitung 10a.
Im Inneren des Rohres 8 befindet sich koaxial zu diesem ein weiteres Rohr 15, welches mit der Platte 7 verbunden ist und in seinem oberen Bereich Bohrungen 16, 17 aufweist und sich gegen den Auslass 18 hin ver längert, in dessen Bereich ein Kugelventil 19 vorgesehen ist.
Im Inneren des Rohres 15 liegt koaxial zu diesem eine im wesentlichen kapillare Leitung 20, welche dazu bestimmt ist, die Druckluft mit der Kreme unterhalb des Ventiles 19 zu mischen. Zu diesem Zweck steht die Kammer 2a mit der Ablassleitung 18 über wenigstens eine Bohrung 21 in Verbindung.
In der Folge wird die Arbeitsweise der in Fig. 1 ge zeigten Vorrichtung beschrieben.
Wenn die Magnetspule 12 nicht erregt wird, so kann die Druckluft über den Kern 14 des Magneten 12 in die Leitung 10 eingeführt werden (in dieser Phase ist die Steuerstange 11 durch die Feder 11 a nach links ver schoben und schliesst die Abblasleitung 10a).
Ein Teil dieser in die Leitung 10 eingeführten Druckluft gelangt über das Rohr 20 zum Auslass 18, wogegen ein weiterer Teil über die Bohrungen 16, 17 in das Rohr 8 strömt und auf die in der Kammer 2a befindliche Kreme einen gewissen Druck ausübt.
Dieser Druck wird auf die Ven- tile 5 und 6 übertragen, welche sich in Schliessstellung verschieben und den Zutritt von weiterer Kreme vom Trog 1 in die Kammer 2a sperren.
Auf Grund dieses Druckes fliesst die Kreme nach unten durch die Boh rung 21 zum Auslass 18, wo sie auf die vom Rohr 20 kommende Luft auftritt, sich mit dieser vermischt und weiter zu der nicht dargestellten Gefriereinrichtung fliesst. Wenn letztere vollkommen gefüllt ist, drückt die in ihr enthaltene Mischung, bestehend aus Kreme und Luft, auf das Kugelventil 19, wodurch der Zustrom von Druckluft unterbunden wird.
In diesem Augenblick wird die Magnetspule 12 er regt und die vom Kern 14 angezogene Stange 11 nach rechts, entgegen der Wirkung der Feder 11a verschoben, wodurch die zentrale Leitung des Kernes 14, also die Druckluftzufuhr, gesperrt und gleichzeitig die Abblas- leitung 10a geöffnet wird. Auf diese Weise kann die in der Vorrichtung enthaltene Luft über die Abblasleitung 10a entfernt werden,
wobei sich durch den Druckabfall in der Kammer 2a die Ventile 5 und 6 öffnen und 4en Zufluss von Kreme aus dem Trog 1 nach der Kam mer 2a für eine neue Füllung ermöglichen (die Kugel ventile 5 und 6 werden in dieser Phase von einem An schlagring 5a gehalten).
Die Fig.2 zeigt eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemässen Misch- und Dosiervorrichtung. Ge- mäss dieser Ausführungsform ist eine Magnetspule 22 an der linken Seite vorgesehen, welche einen mit ober flächlichen Bohrungen 23a versehenen beweglichen Kern 23 aufweist,
der einer Rückholfeder 24 zugeord net ist (in Fig. 2 sind die in bezug auf Fig. 1 unverän- dert gebliebenen Teile mit gleichen Bezugsziffern be zeichnet). Der bewegliche Kern 23 der Magnetspule 22 ist in einer Ausnehmung verschiebbar, welche einerseits mit der Abblasleitung 25 und andererseits mit der Rohr leitung 26 in Verbindung steht, welch letztere an dem der Druckluftquelle zugeordneten Anschluss 26a be festigt ist.
An derselben Seite ist die Ausnehmung, in welcher sich der Kern 23 bewegt, mit einer innen lie genden Leitung 27 verbunden, welche ihrerseits mit den oberen Enden der Rohrleitungen 15 und 20 in Verbin dung steht.
Die Arbeitsweise der in Fig.2 dargestellten Vor richtung ist im wesentlichen dieselbe wie die der Vor richtung gemäss Fig. 1.
Bei angeregtem Magnetkern 22 (in der in Fig. 2 dar gestellten Stellung) drückt der Kern 23 gegen die Ab- blasleitung 25 und blockiert dieselbe (entgegen der Wir kung der Feder 24), wodurch der Durchtritt der Druck- luft von der Leitung 26 zum Durchlass 27 ermöglicht wird. Die Luft gelangt auf diese Weise nach den Lei tungen 8, 15 und 20 und es kann somit die Mischung in der vorher beschriebenen Art erfolgen.
Ist hingegen die Magnetspule 22 nicht erregt, so verschiebt sich der Kern 23 auf Grund der Wirkung der Feder 24 nach rechts, so dass die Leitung 26 geschlossen und der Zustrom von Luft zum Mischer blockiert wird, während sich gleichzeitig der Ablass 25 öffnet und die im Mischer enthaltene Druckluft durch die Leitungen 27 und die Rillen des Kernes 23 austritt.
Mit den beschriebenen Vorrichtungen wird eine wirksame Durchmischung von Kreme und Luft erzielt, da es möglich ist, beliebig das Anfangsvolumen der Kreme (beispielsweise von 10 bis 160 %) zu erhöhen.
Weiter kann eine im wesentlichen genaue Dosierung der Mischungskomponenten erreicht werden.
In Fig. 3 ist eine dritte Ausführungsform der erfin- dungsgemässen Misch- und Dosiervorrichtung darge stellt. Diese Ausführungsform eignet sich insbesondere für eine leichte Montage und Demontage der Vorrich tung.
Die in Fig. 3 dargestellte Vorrichtung umfasst einen glockenförmigen Hohlkörper 2', der vier radiale zylin drische Ausweitungen 3' als Sitze für die Kugelventile 4' aufweist. Die in ihrer Form den vorstehenden Ausfüh rungsformen ähnliche Kammer 2a ist am Boden durch eine Platte 28 abgeschlossen, wobei die Abdichtung durch eine umkreisförmige Dichtung 28a gewährleistet ist.
Die Kammer 2a ist nach oben durch das Rohr 8' verlängert, welches unter Zwischenschaltung einer Dich tung 29 eine horizontale Leitung 30 trägt, welch letztere den beweglichen Anschluss bildet und über eine ver schiebbare Muffe 32 mit dem feststehenden Anschluss 31 verbunden ist. Im Bereich dieser Muffe 32 sind auf den Anschlüssen 30 und 31 Dichtungen 33 vorgesehen.
Im Inneren des Rohres 8' lieb koaxial zu diesem ein weiteres Rohr 34, welches an der Platte 28 befestigt ist und mit der Kammer 2a über Öffnungen 35 verbunden ist, wobei im Inneren des Rohres 34 eine im wesentli chen kapillare Leitung 36 vorgesehen ist, durch welche die Druckluft in die Kreme nach dem Kugelventil 19 des Auslasses eingemischt wird. Dieses Kugelventil liegt in der Ablassleitung 37,
welche unten mit der Gefrierein richtung 38 in. Verbindung steht und in welcher eine Feder 39 angeordnet ist, die in Ruhestellung das Ventil 19 auf seinen Sitz zurückbringt. Die Verbindung zwi schen dem Auslass 37 und der Kammer 2a wird durch die Öffnungen 21' gebildet.
Der Ablassleitung 37 sind weiter Dichtungen 40 zugeordnet.
Der mit dem Gestell der Vorrichtung in Verbindung stehende, feststehende Anschluss 31 ist über das Rohr 41 mit dem Dreiweg-Magnetventil 42 verbunden, von welchem ein Weg durch die Leitung 41 und die anderen Wege durch die Abblasleitung 43 und die Zuströmlei- tung 44 für die Druckluft gebildet sind.
Das Magnet ventil besteht in an sich bekannter Weise aus einem mit Oberflächenrillen 45a versehenen beweglichen Kern 45, der einer Rückholfeder 46 zugeordnet ist. Die Ausneh- mung, in welcher der Kern 45 läuft, ist oben mit der Abblasleitung 43 und unten mit den Leitungen 41 und 44 verbunden.
Die Steuerung des Ventiles 42 erfolgt über die Lei tungsdrähte 47, von denen einer durch den Mikro Schalter 48 unterbrochen werden kann. Der Mikroschal ter 48 wird durch die von einem Motor angetriebene Nocke 49 gesteuert.
Die Arbeitsweise der in Fig. 3 dargestellten Ausfüh rungsform ist ähnlich der der vorher beschriebenen Vorrichtungen.
Bei erregter Magnetspule 42 gelangt Druckluft durch die Leitungen 44, 41 und 30 sowohl in die Kammer 2' als auch in die Kapillarleitung 35.
Auch in diesem Falle wird bei voller Gefriervor- richtung 38 durch die in ihr enthaltene Mischung von Luft und Kreme durch Druck das Kugelventil 19' ge schlossen und der Luftzustrom unterbrochen.
Die in der Kammer 2a enthaltene Druckluft strömt beim Ausschalten durch den Mikroschalter 48 (wodurch das Elektroventil 42 abgeschlossen wird, dessen Kern 45 die Leitung 44 verschliesst und gleichzeitig die Leitung 41 mit der Abblasleitung 43 verbindet) in entgegenge setzter Richtung durch die Leitung 41 über die Abblas- leitung 43 nach aussen. Die Verminderung des Innen druckes hat die Öffnung der Ventile 4' und den Zufluss einer weiteren Kremebeschickung vom Trog 1 in die Kammer 2a zur Folge.
Soll die Vorrichtung demontiert werden, so genügt es, die Muffe 32 mit der Hand zu drehen, um den be weglichen Anschluss 30 vom feststehenden Anschluss 31 zu lösen. Sodann kann die ganze Einheit, bestehend aus Hohlkörper 2', dem Auslass 37 und den Rohrlei tungen 34 und 36 nach oben herausgezogen werden.
Die Demontierarbeit (und folglich auch die Mon- tierarbeit) kann demnach sehr rasch und bequem durch geführt werden, wobei die Anordnung des Magnetventi- les 42 in einer Festlage ausserhalb der Mischgruppe eine bedeutende Betriebssicherheit gewährleistet, da die elektrischen Stromkreise von der Gruppe entfernt in einer sicheren Lage liegen.
Die Fig. 4 zeigt eine vierte Ausführungsform der er- findungsgemässen Misch- und Dosiervorrichtung. Wie später näher erläutert wird, verhindert diese Ausfüh rungsform ein Ausfliessen der Kreme in die Luftleitun gen während der Phasen der Wiederaufnahme der Spei sung.
Gemäss Fig. 4 weist der glockenförmige, im Trog 1 untergebrachte Hohlkörper 50 unten einen im wesent lichen deckelförmigen Schraubverschluss 51 auf, der seinerseits mit Bohrungen 52 für den Durchtritt der Kreme vom Trog 1 nach dem Inneren der Kammer 2a versehen ist. Im Bereich der Bohrungen 52 befindet sich ein Ventilelement 53, bestehend aus einem beweglichen, im wesentlichen ringförmigen Flansch, der federnden Rückholorganen 53a zugeordnet ist und die Schliessung der Bohrungen 52 ermöglicht. In seinem mittleren Be reich ist der Flansch mit Durchtrittsöffnungen 53b ver sehen.
Analog zu der in Fig. 3 dargestellten Ausführungs form liegt unten der am Verschluss 51 befestigte und durch eine mit der Gefriereinrichtung 38 verbundene Öffnung hindurchgeführte Abfluss 37, dessen Abdich tung durch die Dichtungen 40 gewährleistet ist. Die Verbindung zwischen dem Auslass 37 und der Kammer 2a wird durch die Bohrungen 21' gebildet.
Die koaxial in der Verlängerung 50a des Hohlkör pers 50 liegende Kapillarleitung 54 geht unten in eine Düse 55 über in einem beim Kugelventil 19' liegenden Bereich.
Das Rohr 50a ist oben mit seinem Anschlussknie 56 verbunden, welch letzteres mit einem Verschluss stopfen 58, der eine innere Abblasleitung 58a aufweist, versehen ist. Der Anschluss 56 weist weiter einen inne ren Hohlraum 57 auf, in welchen die oberen Enden der Leitungen 50a und 54 münden und in dem eine im wesentlichen membranförmige, bewegliche und elastisch verformbare Ventilplatte 59 vorgesehen ist, welche einerseits an der Mündung der Abblasleitung 58a und andererseits an der Mündung der Anschlussleitung 30' angreift. Letztere ist mit dem feststehenden Anschluss 31 mittels der verschiebbaren Muffe 32 verbunden.
Der feststehende Anschluss 31 ist an dem Gestell der Vorrichtung befestigt und über ein Ansatzrohr 41 mit dem Dreiweg-Magnetventil 42 verbunden, welches wie das gemäss der in Fig. 3 beschriebenen Ausführungs form ausgebildet ist.
In der Folge wird die Arbeitsweise der in Fig. 4 dar gestellten Vorrichtung beschrieben.
Wenn in die Leitung 41 Druckluft eingeführt wird, bzw. wenn das Magnetventil 42 erregt wird, strömt die Luft in die Kammer 2a und die Kapillarleitung 54 ein. Während dieser Phase verschiebt die Druckluft in bezug auf die Fig. 4 das Membranventil 59 nach links, wo durch die Abblasleitung 58a verschlossen wird, wäh rend der Luftdurchgang von der Leitung 30' nach dem Hohlraum 57 des Anschlusses 56 wegen der Biegung der Ränder der Ventilmembran 59 frei bleibt. Die Druckluft gelangt sodann zur Düse 55 der Leitung 54 und strömt in die hier ankommende Kreme.
Die in die Leitung 50a gelangte Druckluft setzt die Dosierkammer 2a unter Druck, so dass die öffnung 52 vermittels des beweglichen Flansches 53 geschlossen wird, während die in der Kammer 2a enthaltene Kreme über die Bohrungen 53b des Flansches 53 und die Lei tungen 21' zum Ausfluss 37 fliesst und sich mit der von der Leitung 54 kommenden Luft vermischt.
Sobald die Gefriervorrichtung 38 gefüllt ist, ver- schliesst der in der Gefriervorrichtung 38 sich gebildete Gegendruck und die Feder 39 das Kugelventil 19' und blockiert die Luftzufuhr aus der Düse 55, während beim Schalten des Mikroschalters 48 die in der Kammer 2a enthaltene Druckluft im entgegengesetzten Sinne die Lei tung 50a durchströmt, die Ventilmembran 59 nach rechts verschiebt und über die Abblasleitung 58a ab strömt.
Auf diese Weise wird mit Sicherheit ein even tueller Rückfluss der Kreme durch Saugwirkung in die Leitung 30' verhindert (eventuelle geringe, nach oben ge zogene Mengen an Kreme kehren in den Trog 1 über die Abblasleitung 58a zurück).
Gleichzeitig bewirkt die Druckverminderung in der Kammer 2a das Öffnen der Bohrungen 52, da der Flansch 53 auf Grund der Wirkung der Federorgane 53a wieder angehoben wird. Auf diese Weise erfolgt ein neuerlicher Durchfluss von Kreme aus dem Trog 1 in die Kammer 50.
Die Gegenwart der Membranventile 19' und 59 ge währleistet einen einwandfreien Betrieb der Vorrich tung auch in den Wiederholungsphasen, da man beim neuerlichen Einführen von Druckluft über die Leitungen 30', 50a und 54 unmittelbar eine dosierte Mischung von Luft und Kreme, praktisch als wenn keine Unterbre chung stattgefunden hätte, erhält.
Weiter ist durch die Einfachheit der durch den Flansch 53 gebildeten Verschlusseinrichtung eine voll kommene Ventilwirkung in bezug auf die öffnungen 52 gesichert.
Das oben dargelegte Beispiel kann in vieler Hin sicht abgeändert und variiert werden, wie auch in der Praxis die eingesetzten Materialien und angewandten Abmessungen je nach den Erfordernissen beliebig ge wählt und alle Teile durch technisch äquivalente Teile ersetzt werden können.