DE1073285B - Misch und Versalbungsma schine fur fetthaltige Massen insbesondere Schokoladenmassen mit Doppelzyhndcrtrog - Google Patents

Description

• Misch- und Versalbungsmaschine für fetthaltige Massen, insbesondere Schokoladenmassen, mit Dopp elzylindertrog Die Erfindung bezieht sich auf eine Misch- und Versalbungsmaschine für fetthaltige Massen, insbesondere für die Verarbeitung von Schokoladenmassen, mit einem liegend angeordneten Doppelzylindertrog und zwei in dessen Zylinderachsen gelagerten gegensinnig mit gleicher Drehzahl umlaufenden - also gegensinnige Horizontalschübe auf die Masse ausübenden - Schneckenflügelsätzen. Unter dem Begriff »Doppelzylindertrog« ist dabei ein aus zwei im senkrechten Schnitt durch die Achsen sich gegenseitig durchdringenden zylindrischen Mulden bestehender Trog zu verstehen, dessen Boden also eine in der Durchdringungslinie der beiden Zylinderflächen liegende hochstehende Kante aufweist. Derartige Tröge gegen etwa bis zur Höhe der Wellen mit Masse gefüllt zu werden, so daß beim Umlaufen der Arbeitsorgane Teile der Masse aus dem Massevolumen immer wieder herausgehoben und dabei innig mit der Luft in Berührung gebracht werden.
• Um diesen Maschinentyp auch für hochgradige und feinste Versalbungsarbeit, wie sie zur Erzeugung des Endzustandes von fetthaltigen Massen, insbesondere Schokoladenmassen, erforderlich ist, geeignet zu machen, ist erfindungsgemäß die Vereinigung folgender Bauelemente in nachstehender Ausführung und Anordnung vorgesehen: Zunächst sollen die drei Größen, Abstand der Schneckenflügelsätze voneinander, Radius jedes zu dem Trog zusammengesetzten Zylinders und Außendurchmesser beider Schneckenflügelsätze, so aufeinander abgestimmt werden, daß sich durch diese Konstruktionsgrößen eine Aufteilung der die Wellenachsen enthaltenden horizontalen Schnittebene innerhalb des lichten Trogbereichs in fünf Längsstreifen ergibt, von denen die drei nicht im Drehbereich der Schneckenflügelsätze liegenden Längsstreifen, also die beiden äußeren und der mittlere Streifen etwa gleiche Breite haben.
• Ferner soll auf jeder Schneckenflügelwelle mittels beiderseitiger Trogstirnflächen Abstreiferarme je ein System von über die ganze Troglänge reichenden, nicht mit einer Zylinder-Tangentialebene zusammenfallenden Radialschubschaufeln drehbar gelagert sein und gegensinnig zu dem zugehörigen Schneckenflügelsatz angetrieben werden. Die Ausmaße dieses Systems sollen dabei so gewählt werden, daß die Trogbereiche in der Mitte zwischen den Schneckenflügelsätzen und auch die zwischen den letzteren und den inneren Zylinderflächen verbleibenden Bereiche von dem Schaufelsystem vollständig bestrichen werden. Ferner ist es bei der Anordnung der Radialschubschaufeln zu beachten, daß die äußerste nach außen gegen den Massewiderstand anzustellende Schaufel mit ihrer Vorderkante die Zylinderinnenflächen des Troges zu be- streichen vermag, während die innerste gegen den Massewiderstand nach innen anzustellende Schaufel mit ihrer Vorderkante etwa an den Schneckenflügel-Außenkanten anliegen soll.
• Damit die gegenläufigen Schaufelsysteme bei Durchschlagen des mittleren Trogbereichs zwischen den Schneckenflügelsätzen nicht aufeinandertreffen, müssen die beiden Systeme auf ihren getriebemäßig miteinander gekuppelten Antriebswellen gegeneinander versetzt angeordnet sein.
• Um eine möglichst günstige Belüftung der jeweils aus dem Massevolumen durch die erwähnten Schaufeln beim Austauchen ausgehobenen Massemengen zu erzielen, wird es erfindungsgemäß für zweckmäßig angesehen, die gegensinnig zu den Zylinder-Tangentialebenen schräg angestellten Radialschubschaufeln jedes Systems auf ihrem Abstreiferarmpaar so anzuordnen, daß jeweils die Vorderkante der äußeren Schaufel bezüglich der Drehrichtung gegenüber der Vorderkante der nächstinneren Schaufel so weit zurückversetzt ist, daß sich die von der äußeren Schaufel beim Überschlagen oder Abfließen nach vorn und innen trennende Massemenge über die Fläche der ebenfalls ausgetauchten nächstinneren Schaufel zu ergießen vermag. Dadurch kommt ein je nach Schaufelzahl mehrmaliges kaskadenartiges Zurückfließen der dabei intensiv belüfteten Schokoladenmasse in die Mitte oder auch an die Seiten des Troginhalts - je nach Drehrichtung der Schaufelsätze - zustande.
• Besonders günstige Bearbeitungsverhältnisse ergeben sich, wenn erfindungsgemäß die die Achsen der Schneckenflügelwellen enthaltende horizontale Trogschnittebene in ihrem lichten Trogbereich durch diese Schneckenflügelsätze in fünf Längsstreifen gleicher Breite unterteilt wird, die dann etwa dem Schneckenflügelsatzdurchmesser entsprechen müßte. Auch bei derartigen Größenverhältnissen streicht die Vorderkante der äußeren Radialschubschaufel jedes System nicht nur die Innenfläche der zugehörigen Zylinderwand ab, sondern berührt auch bei jedem Umlauf einmal die Außenkanten der Schneckenflügel des benachbarten Schneckenflügelsatzes.
• Wenn man auch sowohl die Schneckenflügelsätze als auch die dazu gegenläufigen Schaufelsysteme in beiden Drehrichtungen mit ausreichendem Erfolg bewegen könnte, so ist erfindungsgemäß jeder anderen Lösung diejenige vorzuziehen, bei der die Flügel der Schnecltenflügelsätze den Bereich zwischen den beiden Flügelwellen von unten nach oben, die Schaufelsysteme jedoch diesen mittleren Bereich von oben nach unten durchschlagen, weil der mittlere Oberflächenbereich der Masse dadurch besser in unregelmäßige Wallung als bei der anderen Drehrichtung gebracht wird und dadurch die Belüftung und Versalbung der Masse am schnellsten fortschreitet.
• Um sowohl die Flügelsätze als auch die Schaufelsysteme der fortschreitenden Veränderung des Massewiderstandes in ihrer Umfangsgeschwindigkeit anpassen zu können, sollen erfindungsgemäß die Drehzahlen der Flügelsätze und der Schaufelsysteme un abhängig voneinander - vorzugsweise stufenlos veränderbar sein.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Maschine gemäß der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 einen parallel zu den ebenen Trogstirnwänden geführten senkrechten Schnitt und Fig. 2 einen in der eine-der Schneckenfiügelwellen enthaltenden lotrechten Ebene verlaufenden Schnitt.
• In dem allseitig mit einem Heizmantel umgebenen bekannten Doppelzylindertrog 1 sind zwei Schneckenflügelwellen 3 in Lagern der parallelen Trogstirnwände 2 gelagert. Jede der beiden Wellen ist mit einem Satz von Schneckenflügeln 3' ausgestattet, deren Außendurchmesser mit d bezeichnet ist. Dieser Außendurchmesser beträgt etwa ein Fiinftel der lichten Breite des Troges, in der gemeinsamen waagerechten Achsebene der beiden Schneckenflügelwellen 3 gemessen. Der Achsabstand e entspricht etwa dem doppelten Durchmesser d, so daß also die zwischen den Außenkanten der Flügel 3' gemessene Breite gleich dem Außendurchmesser d der Schneckenflügelsätze 3' ist.
• Daraus ergibt sich, daß auch die auf der Außenseite des Flügelsatzpaares bis zur inneren Trogwand verbleibenden Abstandsstreifen die Breite des Durchmessers d der Schneckenflügelsätze 3' haben. Die durch die Achsen der beiden Schneckenflügelwellen bestimmte Horizontalebene wird also im lichten Bereich des Troges durch die beiden Schneckenflügelsätze3' in fünf völlig gleiche Grundriß streifen unterteilt, deren jeder die Breited besitzt. Die beiden Schneckenflügelwellen 3 mit ihren Flügelsätzen 3' werden gegensinnig in den angegebenen Pfeilrichtungen gedreht, so daß also die einzelnen Flügel 3' beider Wellen von unten nach oben durch die engste Ebene zwischen den beiden Flügelsätzen hindurchschlagen. Die völlig gleiche Ausbildung beider Schneckenflügelwellen bewirkt bei entgegengesetztem Drehsinn, daß laut Darstellung der Fig. 1 die rechte der beiden Flügelwellen die in ihren Bereich gelangende Schokoladenmasse von hinten nach vorn, die linke der Schneckenflügelwellen mit ihren daraufsitzenden Flügeln 3' jedoch die Masse von vorn nach hinten bewegt.
• Der konzentrisch zu den Achsen der Wellen 3 verlaufende Zylindertrogradius beider Hälften ist mit r bezeichnet. Oben ist der Trog zu einem Einschütttrichter 4 zusammengezogen.
• Außer den beiden Schneckenflügelsätzen 3' sind in dem Troginneren noch zwei Systeme von Radialschubschaufeln untergebracht, von denen sich jedes ebenfalls um die Achse der zugehörigen Schneckenflügelwelle 3, jedoch gegensinnig zur letzteren dreht. Jedes dieser Systeme besteht aus zwei zum Abstreichen der Trogstirnwände bestimmten Abstreiferarmen 6, die durch eine innerste Radialschubschaufel 6' und eine äußerste Radialschubschaufel 6" untereinander zu einem starren System verbunden sind. Aus der Gegenhäufigkeit dieser beiden Systeme zu den zugehörigen Schneckenflügelwellen 3 ergibt sich, daß diese Systeme den freien Bereich des Troges zwischen den beiden Schneckenflügelsätzen 3' von oben nach unten durchschlagen und außen wieder von unten nach oben zurückkehren. In dem letzteren Teil der Umlaufbewegung heben die in ihrer Gestalt deutlich aus Fig. 1 ersichtlichen äußersten Radialschaufeln 6" einen Teil der Massefüllung aus dem Masseniveau heraus und veranlassen diesen Teil dann, bei der weiteren Drehung nach oben nach innen überzukippen und auf die Oberfläche der entgegengesetzt zu der äußeren Schaufel gegen die Drehrichtung angestellten innersten Radialschubschaufel 6' abzufließen. Daraus ergibt sich ein verhältnismäßig langer Fließweg der Masse in dünner Schicht im Bereich der Außenluft, ehe sie wieder in den mittleren Trogbereich bei der Weiterdrehung der beiden Schaufelsysteme in die Hauptmasse zurücksinkt.
• Notwendigerweise müssen naturgemäß die beiden Radialschubschaufelsysteme auf beiden Wellenachsen gegeneinander winkelversetzt sein, damit sie niemals aufeinandertreffen können. Die konzentrische Lagerung der Schaufelsysteme und der Schneckenflügelsätze macht zum Antrieb der ersteren einen Hohlwellenstumpf 7 (vgl. Fig. 2) erforderlich.
• Die beiden Schaufelsysteme 6, 6', 6" erzeugen also in beiden Troghälften getrennte, phasenverschobene Vertikalkreisläufe, die dem durch die beiden Schnekkenflügelsätze3' erzeugten, im wesentlichen horizontal verlaufenden Kreislauf überlagert werden. Daraus ergibt sich ein schneller Homogenisierungs- und Belüftungseffekt, der darüber hinaus - infolge der durch die bewegten Elemente erzeugten kräftigen Wallung der Schokoladenmasse sich sich zu einer kräftigen Versalbungswirkung zu steigern vermag.

Claims (5)

1. PATENTANSPROCHE: 1. Misch- und Versalbungsmaschine für fetthaltige Massen, insbesondere für die Verarbeitung von Schokoladenmassen, mit einem Doppelzylindertrog und zwei in dessen Zylinderachsen gelagerten, gegensinnig aber mit gleicher Drehzahl umlaufenden - also gegensinnige Horizontalschübe auf die Masse ausübenden - Schneckenflügelsätzen, gekennzeichnet durch die Vereinigung folgender Bau- und Anordnungsmerkmale: a) einer derartigen Abstimmung des Abstandes (e) der Achsen der Schneckenflügelwellen (3), des Zylinderradius (r) und des Außendurchmessers (d) beider Schneckenflügelsätze (3') aufeinander, daß sich durch die erwähnten Konstruktionsgrößen eine Aufteilung der die Wellenachsen enthaltenden horizontalen Schnittebene innerhalb des lichten Trogbereiches in fünf Längsstreifen ergibt, von denen die drei nicht im Drehbereich der Schneckenflügelsätze (3') liegenden, also die beiden äußeren und der mittlere Streifen etwa gleiche Breite haben, mit b) je einem auf jeder Schneckenflügelwelle (3) mittels beiderseitiger Trogstirnflächen-Abstreiferarme (6) drehbar gelagerten und gegensinnig zu dem zugehörigen Schneckenfiügelsatz (3') angetriebenen, die Trogbereiche in der Mitte zwischen den Schneckenflügelsätzen (3') und zwischen den letzteren und den inneren Zylinderflächen bestreichenden System von über die ganze Troglänge reichenden, nicht mit einer Zylinder-Tangentialebene zusammenfallenden Radialschubschaufeln (6' und 6"), von denen die äußerste (6") nach außen gegen den Massewiderstand angestellte mit ihrer Vorderkante die Zylinderinnenflächen des Troges (1) bestreicht, während die innerste (6') gegen den Massewiderstand nach innen angestellte Schaufel mit ihrer Vorderkante etwa an den Schnekkenflügel-Außenkanten anliegt, wobei c) die gegenläufigen Schaufelsysteme (6', 6") beider Troghälften auf ihren miteinander getriebemäß ig gekuppelten Antriebswellen (7) so gegeneinander versetzt angeordnet sind, daß sie den Bereich zwischen den beiden Schneckenflügel sätzen (3') zeitlich nacheinander durchschlagen.
2. 2. Misch- und Versalbungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gegensinnig zu den Zylinder-Tangentialebenen schräg angestellten Radialschubschaufeln (6', 6") jedes Systems auf ihrem Abstreiferarmpaar (6) so angeordnet sind, daß jeweils die Vorderkante der äußeren Schaufel (6") bezüglich der Drehrichtung gegenüber der Vorderkante der nächstinnereit Schaufel (6') so weit zurückversetzt ist, daß sich die von der äußeren Schaufel (6") aus dem Massevolumen jeweils beim Austauchen ausgehobene Teilmenge beim Überschlagen oder Abfließen nach vorn und innen noch über die Fläche der ebenfalls ausgetauchten nächstinneren Schaufel (6') auszubreiten vermag.
3. 3. Misch- und Versalbungsmas chine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die Achsen der Wellen (3) enthaltende horizontale Trogschnittebene in ihrem lichten Trogbereich durch die Schneckenflügelsätze (3') in fünf Längsstreifen gleicher, etwa dem Schneckenflügelsatzdurchmesser (d) entsprechender Breite unterteilt ist.
4. 4. Misch- und Versalbungsmaschine nach Anspruch 1, 2 oder 3, gekennzeichnet durch eine derartige Festlegung der Drehrichtungen der bewegten Teile, daß die Flügel der zueinander gegensinnig gedrehten Schneckenflügelsätze (3') den Bereich zwischen den beiden Wellen (3) von unten nach oben, die Schaufelsysteme (6, 6") diesen Mittenbereich jedoch von oben nach unten durchschlagen.
5. 5. Misch- und Versalbungsmaschine nach jedem beliebigen der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahlen der Flügelsätze (3') und der Schaufelsysteme (6', 6") unabhängig voneinander - vorzugsweise stufenlos -veränderbar sind.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 1 454, 609 804; schweizerische Patentschrift Nr. 50 832; französische Patentschriften Nr. 686 068, 645 767; britische Patentschrift Nr. 203 610.