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Kontinuierliche Speiseeismaschine Die Erfindung betrifft eine kontinuierliche
Speiseeismaschine mit im wesentlichen waagerechter, luftdicht abgeschlossener Gefrierkammer
und mit darin angeordnetem, umlaufendem Schneckenspatel od. dgl., wobei in das hintere
Ende der Gefrierkammer mittels einer als Zahnradpumpe ausgebildeten Mischpumpe ein
Gemisch aus der zu gefrierenden, vorgekühlten und aus einem Beschickungsbehälter
oberhalb der Gefrierkammer angesaugten Flüssigkeit emulgierter Luft unter Druck
eingeführt wird und das zubereitete Speiseeis durch den Schneckenspatel nach vorn
befördert wird, wo es durch mindestens einen Abzapfhahn od. d-1. in der jeweils
gewünschten Menge und in beliebigen Zeitabständen abgezapft werden kann.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die bekannten kontinuierlichen Speiseeismaschinen
dieser Art mit einer einfachen und billigen Beschickungsvorrichtung zu versehen,
die den vorbestimmten, von Fall zu Fall einstellbaren Druck in der Gefrierkammer
selbsttätig einhält und nach jeder, z. B. durch das teilweise Abzapfen des zubereiteten
Speiseeises bedingten Druck-Senkung eine entsprechende neue Menge von Luft-Flüssigkeits-Emulsion
in die Gefrierkammer bis zur Wiederherstellung des vorgeschriebenen Höchstdruckes
einführt. Dabei soll die Beschickungsvorrichtung keine langen, offenliegenden Ansaug-
und Druckleitungen aufweisen, an denen sich außen Eis niederschlagen kann, das nach
Einstellen des Maschinenbetriebes taut und lästige Wasserpfützen im :Maschinengehäuse
oder gar außerhalb hervorruft. Gleichzeitig soll die im gekühlten Beschickungsbehälter
gestaute und in die Gefrierkammer einzuführende Flüssigkeit selbsttätig mit Luft
emulgiert werden; dadurch kann diese Flüssigkeit auf bedeutend tiefere Temperaturen
vorgekühlt werden, ohne daß sie im Beschickungsbehälter einfriert, d. h. ohne daß
sich im Beschickungsbehälter unerwünschte Eisklumpen oder -krusten bilden.
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Die Erfindung besteht nun darin, daß von der Druckleitung der dauernd
angetriebenen Zahnradpumpe ein auf verschiedene Öffnungsdrücke einstellbares selbsttätiges
Ablaßventil abgezweigt ist, wobei sowohl die Pumpe mit ihren Saug- und Druckleitungen
als auch das Ablaßventil im Innern des Beschikkungsbehälters angeordnet sind und
die Abführleitung des Ablaßventils in den Beschickungsbehälter mündet.
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Wird bei dieser Anordnung der erwünschte und am selbsttätigen, von
der Druckleitung der Zahnradpumpe abgezweigten Ablaßventil eingestellte Höchstdruck
in der Gefrierkammer der Speiseeismaschine erreicht, so öffnet sich das Ablaßventil
und die von der Pumpe geförderte Luft-Flüssigkeits-Emulsion ergießt sich in den
Beschickungsbehälter zurück. Solange der vorbestimmte Höchstdruck in der Gefrierkammer
herrscht, wird die zu gefrierende Flüssigkeit im Beschickungs-Behälter durch die
Pumpe im Kreislauf gehalten und dadurch mit Luft emulgiert. Sobald der Druck in
der Gefrierkammer unter den eingestellten Höchstdruck absinkt, schließt sich das
von der Druckleitung der Pumpe abgezweigte Ablaßventil, und die Luft-Flüssigkeits-Emulsion
wird von der Pumpe erneut in die Gefrierkammer gedrückt.
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Nach einer zweckmäßigen Ausführungsform weist dieZahnradpumpe in an
sich bekannterWeise nur zwei Zahnräder auf, von denen das eine die zu gefrierende
Flüssigkeit aus dem Beschickungsbehälter durch ein darin eingetauchtes Steigrohr
und durch ein regelbares Ventil und das andere Luft aus dem oberen flüssigkeitsleeren
Teil des Beschickungsbehälters ebenfalls durch ein regelbares Ventil ansaugt. Besonders
vorteilhaft hat sich ferner eine Anordnung erwiesen, bei der das Ablaßventil durch
eine einstellbare Feder in Schließstellung gedrückt wird und in einem glockenartigen
Gehäuse angeordnet ist, das von einem waagerechten Abschnitt der Pumpendruckleitung
nach unten abgezweigt ist und einen aufgeschraubten, durchlöcherten und als Abstützung
für die Ventilfeder dienendenBodenteil aufweist. Dabei kann zweckmäßig die Pumpendruckleitung
in der Nähe des Abläßventils und vorzugsweise gegenüber der Abzweigstelle dieses
Ventils mit einem Druckmesser verbunden sein.
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Bei der vorstehend beschriebenen Anordnung nach der Erfindung erscheint
es außerdem zweckmäßig, die von der Pumpe geförderte Luft-Flüssigkeits-Emulsion
beim Erreichen des vorbestimmten Höchstdruckes in derGefrierkamtner nicht ausschließlich
durch die enge Durchflußöffnung des selbsttätigen, von der Druckleitung der Pumpe
abgezweigten Ablaßventils abfließen zu lassen, da dies unter Umständen zu einer
starken
Schaumbildung im Beschickungsbehälter führen könnte. Zu
diesem Zweck kann in der erfindungsge= mäß ausgebildeten Speiseeismaschine eine
Zahnradpumpe benutzt werden, die in an sich bekannter Weise. einen in axialer Richtung-zu
den Zahnrädern beweglich gelagerten und durch einstellbare Federkraft gegen die
entsprechenden Seitenflächen der Zahnräder gedrückten Gehäuseteil aufweist, der
sich beim Erreichen eines bestimmten Höchstwertes des Pumpendruckes federnd verstellt
und dadurch einen mit der Druck- und Saugseite- der Pumpe in Verbindung stehenden
Durchlaß für die geförderte Flüssigkeit freigibt. Erfindungsgemäß mündet dabei der
beim Verstellen des abgefederten Gehäuseteiles der Zahnradpumpe etwa gleichzeitig-mif
äerii selbsttätigen Öffnen des Ablaßventils freigegebene Durchlaß in den Beschickungsbehälter
aus. Es- wird dadurch erzielt, daß sich die von der Pumpe gebildete und geförderte
Luft-Flüssigkeits-Emulsion beim Erreichen des vorbestimmten Höchstdruckes in der
Gefrierkammer auch aus dem Pumpengehäuse direkt in den Beschickungsbehälter ergießt
und dadurch eine starke Schaumbildung am Ablaßventil verhindert. Nach einer zweckmäßigen
Ausgestaltung ist der abgefederte Gehäuseteil der Zahnradpumpe in än sich bekannter
Weise als federnd vom übrigen Pumpengehäuse abhebbarer Dekkel ausgebildet und trägt
ferner den Druckstutzen zum Anschluß der teleskop'artig verschiebbaren Pumpendruckleitung.
-Bei der erfindungsgemäß ausgebildeten Speiseeismaschine, bei der die Zahnradpumpe
mit ihren Saug= und Druckleitungen und dem selbsttätigen Ablaßventil im Innern des
Beschickungsbehälters angeordnet ist, müssen mindestens die Pumpenleitungen beim
Reinigen des Beschickungsbehälters ausgebaut werden, um auch von außen gereinigt
zu werden bzw. alle Teile des Beschickungsbehälters zu Reinigungszwekken gut zugänglich
zu machen. Es ist deshalb sehr vorteilhaft, daß mindestens ein Teil der Pumpenleitungen
leicht und schnell aus- und eingebaut werden kann. Nach einem weiteren Merkmal der
Erfindung besteht zu diesem Zweck die Pumpendruckleitung aus mehreren, untereinander
bzw. mit dem Druckstutzen der Pumpe und dem Anschlußstutzen der Gefrierkammer durch
einfaches Einstecken und mit Hilfe von Dichtungen durch Reibungsschluß verbundenen
Abschnitten.
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Weitere Merkmale der Erfindung sind aus nachstehender Beschreibung
zu entnehmen. In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Es zeigt Fig.1 die Gefrierkammer einer kontinuierlichen Speiseeismaschine mit darüberliegendem
Beschikkungsbehälter und in diesem angeordneter Beschikkungsvorrichtung in senkrechtem
Längsschnitt, Fig. 2 eine abgewandelte Ausführung der Zahnradpumpe der Beschickungsvorrichtung,
in Ansicht nach den Pfeilen II-II der Fig. 1, Fig. 3 einen Teil der Beschickungsvorrichtung
nach Fig.1 mit der nach Fig.2 ausgebildeten Zahnradpumpe; die Zahnradpumpe ist dabei
im Schnitt nach der gebrochenen Linie III-III der Fig. 2 dargestellt, Fig.4 eine
zwischen zwei Abschnitten der auseinandernehmbaren Pumpendruckleitung vorgesehene
Dichtung, im Schnitt.
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In der Zeichnung ist 1 die zylindrische, im wesentlichen waagerechte
und luftdicht abgeschlossene Gefrierkammer einer kontinuierlichen und für den Verkauf
des Speiseeises unmittelbar an die Verbraucher bestimmten Speiseeismaschine. Die
Gefrierkammer 1 ist z. B. durch, eine Kühlspirale 2 gekühlt und in einer kältedämmenden
Isolierung 3 eingebettet. In der Gefrierkammer 1 ist koaxial ein umlaufender Schneckenspatel
4 od. dgl. angeordnet, der fast die gesamte Länge dieserKammer einnimmt. Die Schneckenspatelwelle
104 ist hinten durch eine Stopfbüchse 5 od. dgl. aus der Gefrierkammer 1 herausgeführt
und wird z. B. durch einen Keilriemen 6 mittels einer außen auf der Welle 1.04 befestigten
Riemenscheibe 7 angetrieben. Das vordere Ende der Gefrierkammer 1 ist durch eine
Kopfplatte 8 abgeschlossen, die mindestens einen Hahn 9 od. dgl. zumAbzapfen des
zubereiteten Speiseeises trägt. Die Abschlußplate 8 und der Abzapfhahn 9 sind vorzugsweise
ganz oder größtenteils aus nicht metallischem isolierendem Werkstoff, insbesondere
Kunststoff, hergestellt. Es wird dadurch vermieden, daß sich auf dem vorderen, sichtbaren
Abschlußteil8 der Gefrierkammer 1 äußere Eisniederschläge bilden.
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über der Gefrierkammer 1 ist ein Beschickungsbehälter 10 angeordnet,
der die zu gefrierende Flüssigkeit enthält und durch einen Deckel 11 abschließbar
ist. Der Beschickungsbehälter 10 stützt sich mit mindestens einem Teil seiner Bodenfläche
auf eine in der Kälteisolierung 3 eingebettete Schicht 12 ab, die aus kälteleitendem
Werkstoff besteht und vorzugsweise mit der Kühlspirale 2 der Gefrierkammer 1 unmittelbar
in Berührung steht. Die Flüssigkeit im Beschikkungsbehälter 10 wird bei dieser
Anordnung durch die Kühlspirale2 vorgekühlt, wobei jedoch das Gefrieren der Flüssigkeit
im Beschickungsbehälter vermieden werden muß.
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In dem Beschickungsbehälter 10 ist die Beschikkungsvorrichtung angeordnet,
die im Bedarfsfall selbsttätig eine Emulsion aus Luft und der zu gefrierenden Flüssigkeit
unter Druck in die Gefrierkammer 1 einführt. Diese Vorrichtung besteht aus einer
Zahnradpumpe 13, die nur zwei Zahnräder 14, 15 aufweist. Das eine Zahnrad 14 saugt
die zu gefrierende Flüssigkeit aus dem Beschickungsbehälter 10 durch ein Steigrohr
16 und vorzugsweise durch ein regelbares Ventil 17 an (Fig. 2 und 3). Das
andere Zahnrad 15 saugt dagegen vorgekühlte Luft aus dem oberen leeren Teil des
Beschickungsbehälters 10, vorzugsweise ebenfalls durch ein einstellbares Ventil
18 an. Die von den Zahnrädern 14, 15 getrennt angesaugte Luft und Flüssigkeit
werden in der Pumpe 13 emulgiert und die so erhaltene Luft-Flüssigkeits-Emulsion
wird in den Druckstutzen 19 der Pumpe gedrückt. Das Verhältnis zwischen den Luft-
und Flüssigkeitsmengen in der durch die Pumpe 13 hergestellten und weiterbeförderten
Emulsion kann mit Hilfe der Ansaugventile 17, 18 abgeändert und beliebig eingestellt
werden.
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Die Pumpe 13 besteht aus einem Gehäuse 20, in dem die Zahnräder 14,
15 angeordnet sind und das mit einem äußeren, zu dem Zahnrad 15 koaxialen Stutzen
21 luftdicht und drehfest in die erweiterte Bohrung einer ortsfesten, durch die
Seitenwand des Beschickungsbehälters 10 durchgeführten und daran befestigten Lagerbüchse
22 eingreift. Die Büchse 22 bildet mit dem restlichen engeren Teil ihrer Bohrung
ein Drehlager für eine kurze Welle 23; die durch den Stutzen 21 des Pumpengehäuses
20 in das Innere dieses Gehäuses hineinragt. Das innere Ende 123 dieser Welle 23
ist als Mehrkantkopf ausgebildet und greift in ein entsprechendes unrundes Zentralloch
des Zahnrades 15 ein. Die Welle 23 bildet die Antriebswelle der Pumpe 13 und wird
ihrerseits mit einem Keilriemen 24 und einer auf der Welle 23 befestigten Riemenscheibe
25 entweder durch einen besonderen Motor M
(Fig. 3) oder vorzugsweise
durch die Welle 104 des Schneckenspatels 4 mit einer auf dieser Welle 104 vorgesehenen
Riemenscheibe 26 (Fig. 1) angetrieben. Die Riemenscheibe 26 besteht vorzugsweise
aus zwei koaxialen Scheibenhälften 126, 226, die beide drehfest mit der Spatelwelle
104 verbunden sind. Die Scheibenhälfte 126 ist jedoch feststehend auf der Welle
104 angeordnet, während die andere Scheibenhälfte 226 darauf längsverschiebbar und
durch eine auf das erweiterte Kopfende 28 der Spatelwelle 104 abgestützte Feder
27 gegen die feste Scheibenhälfte 126 gedrückt ist. Es wird dadurch eine Riemenscheibe
26 mit federnd veränderlicher Keilnutbreite gebildet, die die Längenänderungen des
Treibriemens 24 selbsttätig ausgleicht und diesen stets gespannt hält.
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Auf der der Antriebsseite entgegengesetzten Seite ist das Pumpengehäuse
20 durch einen Deckel 29 abschlossen, der mit seiner ebenen Innenfläche an der ebenfalls
ebenen Seitenfläche der Zahnräder 14, 15 anliegt und der auch den Druckstutzen 19
der Pumpe trägt. Dieser Deckel 29 ist gegenüber dem Pumpengehäuse 20 in axialer
Richtung zu den Zahnrädern 14, 15 verstellbar gelagert und wird federnd gegen die
entsprechende Seitenfläche der Zahnräder 14, 15 gedrückt. In dem dargestellten Beispiel
ist der Pumpendeckel 29 verschiebbar auf Führungsstiften 30 gelagert, die von dem
Pumpengehäuse 20 parallel zu der Achsrichtung der Zahnräder 14, 15 vorspringen.
Dabei wird der Deckel 29 gegen die entsprechenden Seitenflächen der Zahnräder
14, 15 durch Federn 31 gedrückt, die zwischen dem Deckel 29 und den erweiterten
äußeren Köpfen 130 der Führungsstifte 30 gespannt sind. Die Kraft der Federn 31
und infolgedessen der Anpreßdruck des Deckels 29 gegen die Zahnräder 14, 15 kann
durch Aus- und Einschrauben der Führung,-stifte 30 bzw. der äußeren Köpfe 130 verändert
werden.
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Die von dem Deckelstutzen 19 ausgehende Druckleiturig der Zahnradpumpe
13, durch welche die Luft-Flüssigkeits-Emulsion in die Gefrierkammer 1 gepreßt wird,
besteht aus einem im wesentlichen waagerechten Verbindungsrohr 32 und einem senkrechten
Rohr 33. Das senkrechte Rohr 33 greift mit seinem unteren erweiterten Ende 133 durch
eine Bodenöffnung des Beschickungsbehälters 10 luftdicht in einen oberen Stutzen
34 der Gefrierkammer 1 ein.
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Das waagerechteVerbindungsrohr32 greift dagegen mit seinem einen Ende
in den Druckstutzen 19 der Zahnradpumpe 13 und mit dem anderen in das obere abgebogene
Ende 233 des senkrechten Rohres 33 ein.
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Die Abdichtung zwischen dem Verbindungsrohr 32 und dem Druckstutzen
19 einerseits bzw. dem vertikalen Rohr 33 andererseits erfolgt mit Hilfe von ringförmigen
Dichtungen 35 bzw. 36, die in inneren Nuten des Druckstutzens 19 bzw. des oberen
abgebogenen Endes 233 des Rohres 33 eingesetzt sind und durch welche das Verbindungsrohr
32 einfach hindurchgesteckt ist. Außer dem durch die Dichtungen 35, 36 bedingten
Reibungsschluß sind zwischen dein Druckstutzen 19, dem Verbindungsrohr 32 und dem
Rohr 33 keine anderen mechanischen Verbindungsmittel vorgesehen. Das waagerechte
Verbindungsrohr 32 kann sich also gegenüber dem Druckstutzen 19 bzw. gegenüber dem
ortsfesten senkrechten Rohr 33 in axialer Richtung verschieben, was die erforderliche
Bewegungsfreiheit des Pumpendeckels 29 gegenüber dem Pumpengehäuse 20 gewährleistet.
Mit Hilfe von ähnlichen ringförmigen Dichtungen 37, 38, 39 und 47 wird die Abdichtung
zwischen dem unteren Ende 133 des senkrechten Druckrohres 33, dem oberen
Stutzen 34 der Gefrierkammer 1 bzw. zwischen dem Stutzen 21 des Pumpengehäuses 20,
der Pumpenwelle 23 und der Lagerbüchse 22 sowie die Abdichtung zwischen dem Pumpengehäuse
20 und dem Gehäusedeckel 29 gewährleistet. Es ist dadurch möglich, die Pumpe 13
und ihre Druckleitung 32, 33 leicht und schnell z. B. zu Reinigungszwecken aus-
und einzubauen bzw. in ihre Bestandteile zu zerlegen, ohne dazu irgendwelche mechanischen
Befestigungsmittel lösen zu müssen. So z. B. braucht das waagerechte Verbindungsrohr
32 einfach in axialer Richtung verschoben und tiefer in den Druckstutzen 19 der
Pumpe 13 gesteckt zu werden, um dadurch vom abgebogenen oberen Ende 233 des senkrechten
Rohres 33 abgerückt zu werden. Das Rohr 33 kann dann einfach aus dem Gefrierkammerstutzen
34 gehoben und die Pumpe 13 kann aus der Lagerbüchse 22 gezogen werden.
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An der Unterseite des waagerechten Verbindungsrohres 32 ist ein glockenförmiges
Gehäuse 40 befestigt, das mit dem Rohr 32 durch ein Ablaßventil 41 in Verbindung
steht. Das Ventil 41 wird durch eine Feder 42 in Schließstellung hochgedrückt. Die
Feder 42 stützt sich auf den unteren aufgeschraubten und mit Löchern versehenen
Boden 43 des glockenförmigen Gehäuses 40 ab. Durch Ein- und Ausschrauben dieses
Bodenteiles 43 kann die Kraft der Feder 42 und infolgedessen auch der Druck, bei
welchem sich das Ablaßventil41 öffnet, geändert und eingestellt werden. Dieser Druck
entspricht dem erwünschten, in der Gefrierkammer 1 einzuhaltenden Höchstdruck und
kann an einem mit dem waagerechten Verbindungsrohr 32 in Verbindung stehenden und
gegenüber dein Ablaßventil 41 befestigten Druckmesser 44 abgelesen werden.
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Die Druckleitung der Pumpe 13 ist ferner mit einem Rückschlagventil
versehen, das in dem dargestellten Beispiel aus einem kugelförmigen Verschlußkörper
45, der in dem unteren erweiterten Ende 133 des Druckrohres 33 angeordnet und durch
einen Barunterliegenden Querstift 46 od. dgl. am Herausfallen gehindert ist.
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Die Zahnradpumpe 13 drückt die Luft-Flüssigkeits-Emulsion so lange
in die Gefrierkammer 1, bis in ihr der erwünschte und an dem Ablaßventi141 mit Hilfe
des Druckmessers 44 eingestellte Höchstdruck erreicht wird. Während dieser Beschickungszeit
ist das Ablaßventil41 geschlossen und das Rückschlagventil45 geöffnet, und der Förderdruck
der Pumpe bleibt annähernd konstant, da sich der Deckel 29 des Pumpengehäuses
beim Auftreten von Druckerhöhungen federnd von den entsprechenden Seitenflächen
der Zahnräder 14, 15 abhebt, wodurch Verbindungsdurchlässe zwischen Saug- und Druckseite
der Pumpe entstehen, die die auftretenden Drucksteigerungen selbsttätig ausgleichen.
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Wenn der Druck in der Gefrierkammer 1 den eingestellten Höchstwert
erreicht, dem ein bestimmter Füllungsgrad der Gefrierkammer mit der Luft-Flüssigkeits-Emulsion
entspricht, dann öffnet sich das Ablaßventil 41, und die von der Pumpe 13 geförderte
Luft-Flüssigkeits-Emulsion strömt durch das Ventil 41 und durch die Bodenlöcher
des glockenartigen Ventilgehäuses 40 in den Beschickungsbehälter 10 zurück.
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Gleichzeitig wird auch der abgefederte Pumpendekke129 durch den Förderdruck
der Pumpe so weit vorn Pumpengehäuse 20 abgehoben, daß er auf der Druckseite der
Pumpe einen Spalt öffnet, durch welchen ein Teil der angesaugten und noch nicht
mit Luft emulgierten Flüssigkeit bzw. ein Teil der Luft-Flüssigkeits-Emulsion in
den Beschickungsbehälter 10 zurückfließt,
Solange in der Gefrierkammer
1 der vorbestimmte Höchstdruck herrscht, wird also die von der Pumpe 13 angesaugte
und mit Luft emulgierte Flüssigkeit zum Teil über das von der Druckleitung 19, 32,
33 abgezweigte Ablaßventil41 und zum Teil unmittelbar aus der Pumpe 13 durch den
zwischen dem Pumpengehäuse 20 und dem abgefederten Deckel 29 gebildeten Spalt im
Kreislauf in den Beschickungsbehälter 10 zurückbefördert. Durch diese Umlaufbewegung
der Flüssigkeit und durch die dabei mit der Flüssigkeit emulgierte Luft wird der
Gefrierpunkt des im Beschickungsbehälter enthaltenen Flüssigkeitsvorrates weitgehend
herabgesetzt, und die zu gefrierende Flüssigkeit kann infolgedessen auf wesentlich
niedrigere Temperaturen als bisher vorgekühlt werden. Der Abfluß der Flüssigkeit
unmittelbar aus dem zwischen dem Pumpengehäuse 20 und seinem federnd abgehobenen
Deckel 29 gebildeten Spalt verhindert dabei, daß dem im Beschickungsbehälter
10 enthaltenen Flüssigkeitsvorrat eine zu große Luftmenge beigemischt wird, und
vermeidet dadurch eine starke unerwünschte Schaumbildung im Behälter 10.
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Nach dem Absinken des Druckes in der Gefrierkammer 1 unter den vorbestimmten
Höchstwert (etwa nach Abzapfen einer gewissen Menge fertigen Speiseeises) schließt
sich das Ablaßventil 41, und der Deckel 29 wird wieder dichtend gegen das Pumpengehäuse
20 und gegen die Zahnräder 14, 15 angepreßt, so daß die von der Pumpe 13 gebildete
und geförderte Luft-Flüssigkeits-Emulsion wieder in die Gefrierkammer 1 gedrückt
wird. Sollte die Beschickungspumpe 13 im Betrieb der Speiseeismaschine aus irgendwelchen
Gründen stillgelegt werden, so schließt das Rückschlagventi145 die Druckleitung
der Pumpe selbsttätig ab und verhindert das Entweichen des in der Gefrierkammer
1 erzielten Überdruckes.