DE1214651B

DE1214651B - Ruehrgeraet mit Antrieb der Ruehrwerkzeuge durch ein Umlaufgetriebe

Info

Publication number: DE1214651B
Application number: DEP31976A
Authority: DE
Inventors: Joachim Rebel
Original assignee: Alfred Paul KG
Current assignee: Alfred Paul KG
Priority date: 1963-06-08
Filing date: 1963-06-08
Publication date: 1966-04-21

Description

Rührgerät mit Antrieb der Rührwerkzeuge durch ein Umlaufgetriebe Die Erfindung bezieht sich auf ein Rührgerät mit Antrieb der Rührwerkzeuge durch ein Umlaufgetriebe derart, daß denselben sowohl eine Umlaufbewegung um eine Mittelachse des Gerätes als auch eine Drehbewegung um ihre eigene Achse erteilt wird, und mit einer Bremsvorrichtung, durch welche der Planetenträger des Umlaufgetriebes abbremsbar ist und dadurch den Rührwerkzeugen eine schnellere Drehbewegung um die eigene Achse erteilt wird.
Rührwerkzeuge mit Antrieb durch ein Umlaufgetriebe, die ohne Bremsvorrichtung arbeiten, haben den Nachteil, daß, wenn die Rührwerkzeuge keinen Widerstand finden, sie um die Achse des Umlaufgetriebes umlaufen, während die Drehbewegung um die eigene Achse gleich Null ist. Je größer der Widerstand ist, den die Rührwerkzeuge finden, um so langsamer ist die Umlaufgeschwindigkeit um die Achse des Getriebes und um so schneller die Drehbewegung um die eigene Achse. Die Bewegung der Rührwerkzeuge erfolgt daher bei solchen ungebremsten Antrieben weitgehend unkontrolliert, da je nach dem tatsächlichen Widerstand die eine Bewegung vorherrscht und die jeweils andere Bewegung auf einen unerwünscht niedrigen Wert absinkt oder überhaupt gleich Null werden kann. Besonders ungünstig ist diese Wirkung, wenn der Widerstand, z. B. beim Schlagen von Schlagsahne, gering ist, so daß die Rührwerkzeuge die Tendenz haben, bei um die Achse des Getriebes umlaufendem Planetenträger keine eigene Drehbewegung um ihre Achse auszuführen.
Die Rührwirkung ist in diesem Fall unzureichend.
Man hat nun schon versucht, diesem Nachteil durch eine eingebaute Bremskupplung zu begegnen, die eine ständige bestimmte Bremskraft auf den Planetenträger des Umlaufgetriebes ausübt, um dadurch zwangsweise die Umlaufgeschwindigkeit des Planetenträlgers zu verringern und die mit den Planetenrädern verbundenen Rührwerkzeuge zu einer Drehbewegung um ihre eigene Achse zu zwingen.
Eine solohe Bremskupplung berücksichtigt jedoch nichtSden wechselnden Widerstand, Iderldurch die zu rührende Masse ,auf die Rührwerkzeuge ausgeübt wird.
Es ist auch bekannt, eine Bremse zu verwenden, deren Bremsdruck von Hand eingestellt werden kann.
Eine solche Anordnung ist jedoch in wesentlichen nur für eine einmalige bzw. in größeren Abständen vorzunehmende Einstellung geeignet. Eine ständige Anpassung des Bremsdruckes an die jeweiligen Bedingungen ist praktisch nicht möglich. In der Regel wird vielmehr der einzelne Rührvorgang in konstantem Betrieb, d. h. entweder im Freigabebetrieb oder in einem Bremsbetrieb mit mehr oder weniger großem Bremsdruck erfolgen. Auch besteht die Gefahr, daß Idie Einstellung von Hand während des Betriebes unsachgemäß erfolgt. In jedem Fall wäre eine ständige von Hand vorzunehmende Regelung außerordentlich umständlich und würde unter Umständen eine zusätzliche Person zur Bedienung des Gerätes in Anspruch nehmen.
Im übrigen haben die bekannten Bauarten mit Umiaufgetriebe und Bremsvorrichtung qden Nachteil, daß verhältnismäßig viele Zahnräder, etwa im Deckel des gehäuseförmilgen Pllanletenkägers, vorgesehen sind.
Die Erfindung bezweckt vor allem, die Vorteile des gebremsten und des ungebremsten Antriebes eines mit Umlaufgetriebe arbeitenden Rührgerätes miteinander zu vereinigen, ohne den Nachteil einer ständig und gleichmäßig wirkenden Bremskupplung oder einer Ibesonderen Bedienung wider Bremsvorrichtung zu übernehmen, und besteht im wesentlichen darin, daß als Bremsvorrichtung eine in Abhängigkeit von Ider Umdrehung des Umiaufgetriebes intermittierend betätigte Bremskupplung vorgesehen ist, durch welche mit jeder Umdrehung des Planetenträgers ,des Umiaufgetriebes den Rühnverkzeugen abwechselnd ein oder mehrere Male bei gebremstem Planetenträger eine schnellere und hierauf bei ungebremstem Planetenträger eine ltantgsamere Drehbewegung um die ,eigene Achse erteilt wird. Vorzugsweise wirkt hierbei die Bremskupplung unmittelbar auf den Planetenträger des Umlaufgetrilebes.
Durch Idie Ertlaidung ergeben sich follgende Vorteile: Infolge Ides intermittierenden Bremsens und Freigebens läßt sieh auch ibei geringem Widerstand der zu rührenden Masse eine intensive Rühr- und Schlagwirkung erzielen, da die Rührwerkzeuge in freigegebenem Zustande nacheinander sämtlichen Stellen in Umfangsrichtung der Rührschüssel zugeführt werden, andererseits jedoch zugleich zwangläufig ein kräftiges Rühren der Rührwerkzeuge um ihre eigene Achse in den Zeitintervallen des gebremsten Zustandes gewährleistet ist. Zugleich kann sich infolge ader intermittierenden Freigabe des Getriebes die Arbeitsweise der Rülirwerkreuge dem Zustand des zu rührenden Gutes weitgehend anpassen. Ist der Widerstand der zu rührenden Masse auf die Rührwerkzeuge gleich Null, würde sich theoretisch bei jedem Wechsel des Bremszustandes auch ein plötzlicher Wechsel von reiner Umlaufbewegung auf reine Drehbewegung ergeben. Wächst der Widerstand der Masse, nimmt auch bei ungebremstem Getriebe die Umlaufbewegung der Rührwerkzeuge um die Achse des Gerätes ab, während die Drehbewegung um die eigene Achse der Werkzeuge sich in erwünschter Weise steigert. Es werden also diejenigen Teile der zu rührenden Masse, deren Zusammenhang noch relativ fest ist, besonders intensiv durchgerührt, und zwar um so kräftiger, je fester ihr Zusammenhang ist, während die bereits aufgelockerten Stellen infolge ihres geringen Widerstandes von den Rührwerkzeugen in erwünschter Weise schneller durchlaufen werden. Die Rührwerkzeuge fräsen sich infolgedessen gewissermaßen je nach der Dichtheit und Festigkeit der Masse Idurch diese hindurch und lockern diese bis zur Erzielung eines widerstandsfreien Zusammenhanges auf. Beim Überschreiten eines bestimmten Widerstandes verschwindet die Wirkung des intermittierenden Antrieb es, indem die bremsende Wirkung der zu rührenden Masse diejenige der vom Antrieb gesteuerten Getriebebremsung überdeckt und die Bewegung der Rührwerkzeuge zu einer kontinuierlichen Bewegung ausgeglichen wird.
Nach einem weiteren wesentlichen Merkmal der Erfindung ist die Bremskupplung konzentrisch zwischen Antriebsglied und Planetenträger unterhalb der Getrieberäder des Umlaufgetriebes angeordnet. Vorzugsweise ist sie hierbei in einen das Antriebsglied, z. B. eine Antriebswelle, umschließenden feststehenden, z. B. hülsenförmigen Teil eingebaut, derart, daß das oder die Kuppelglieder der Bremskupplung durch das Antriebsglied betätigt und auf ein die Bremskupplung umsdhließendes trommelförmiges Glied zur Einwirkung gebracht werden. Diese Bauart bietet - auch unabhängig vom intermittierenden Antrieb - den Vorteil, daß die -Bremskupplung praktisch keinen zusätzliehen- Raum beansprucht. Auch ist leder Antrieb der Kupplung denkbar einfach. Die Bremsglieder, die aus Gründen eines Kraftausgleichs zweckmäßig paarweise diametral gegenüberliegend angeordnet sind und nach entgegengesetzten Seiten bewegt werden, können durch einfache Nocken oder Exzenter auf der Antriebswelle des Rührwerkes angetrieben werden. Durch schieberartiges Ineinanderfügen können die beiden Bremsglieder auf geringstem Raum untergebracht werden. Das Umlaufgetriebe mit den Rührwerkzeugen und der intermittierend zur Wirkung kommenden Bremskupplung kann eine bauliche Einheit bilden und als Ganzes auf das Ende eines die lotrechte Antriebswelle umschließenden Rohransatzes wider Rührschüssel unter gleichzeitiger Kupplung Ides ankeibenden Zentralrades mit der Antriebswelle aufsteckbar sein.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels zu entnehmen. Die Zeichnung zeigt in Fig. 1 einen lotrechten Axialschnitt durch ein erfindungsgemäßes Rührgerät, F i g. 2 einen Schnitt durch die intermittierende Bremskupplung nach Linie 2-2 der F i g. 1 in gelöstem Zustand, F i g. 3 einen gleichen Schnitt durch die intermittierende Bremskupplung in eingerücktem Zustand, F i g. 4 eine perspektivische (teilweise geschnittene) Darstellung der intermittierenden Bremskupplung, wobei die über der Kupplung angeordneten feststehenden sowie mit dem Planetenträger verbundenen Teile fortgeschnitten sind, und F i g. 5 ein Diagramm der intermittierenden Bewegungsverhältnisse der Rührwerkzeuge.
In F i g. 1 ist mit 10 die Rührschüssel bezeichnet, die mit einem die Antriebswelle der Rührwerkzeuge umschließenden mittleren Rohransatz 11 versehen ist. Aus dem Rohransatz 11 ragt das obere Ende 12 der Antriebswelle heraus. Das Wellenende 12 ist zu diesem Zweck mit einem Querzapfenl3 versehen, dessen Enden in Nuten 14 eines hohlen Achsgliedes 15 eingreifen und dadurch dieses mit der Antriebswelle 12 zur Mitnahme in Drehrichtung kuppeln.
Auf den Rohransatz 11 ist des weiteren eine z. B. aus Kunststoff bestehende Hülse 16 aufgesteckt und gegen Drehen mit Bezug auf denselben durch eine Verzahnung 16 a gesichert.
Die insgesamt mit 17 bezeichnete und später noch ausführlicher erläuterte intermittierende Bremskupplung weist im wesentlichen die beiden Bremsglieder 18 und 19 auf, die in einen Schlitz20 der Hülse 16 eingesetzt sind. Darüber befindet sich das Umlauf- oder Planetengetriebe 21; dieses besteht aus dem antreibenden Zentralrad oder Sonnenrad 22, das z. B. aus einem geräuscharmen Material hergestellt und mit der Welle 12 bzw. mit dem mit der Welle zusammen umlaufenden Achsglied 15 fest verbunden ist, aus dem mit dem Zahnrad 22 im Eingriff stehenden Planetenrädern 23 und- dem Planetenträger 24, in ,dem die Planetenräder in Lagern 25 gelagert sind und der aus einem die Lager 25 aufnehmenden Unterteil 24 a sowie einem deckelförmigen Oberteil 24 b zusammengesetzt ist, welches ein das Umlaufgetriebe umschließendes- Gehäuse vervollständigt. Mit den Planetenrädern-23 sind die Rührwerkzeuge 26 fest verbunden, so daß sie sich zusammen mit denselben um ihre gemeinsame Achse drehen können. Des weiteren ist das Unterteil 24 a des Planetenträgers 24 mit einem mit ihm fest verbundenen bzw. in Drehrichtung gesicherten trommelförmigen Teil 24 c versehen, das auf der Büchse 16 drehbar gelagert ist.
Mit dem auf die Welle 12 aufgesetzten Achsglied 15 sind zwei Nocken in Form von Exzentern 27 und 28 mit der Exzentrizität e relativ zur Achse der Welle fest verbunden. In zusammengebautem Zustand der intermittierenden Bremskupplung liegen sie axial übereinander in den Bohrungen 29 und 30 der Bremsglieder 18 bzw. 19 der intermittierenden Kupplung, wobei sie bei ihrem Umlauf im Wechselspiel mit den Federn 31 und 32 die Bremsglieder 18 und 19 betätigen, und zwar derart, daß die Federn die Bremsglieder- in Pfeilrichtung xt, x2 (F i g. 4) gegen das trommelförmige Teil 24 c des Planetenträgers zu drücken- suchen, während die Nocken 27 und 28 die Bremsglieder entgegen der Federwirkung in Lösestellung bringen. Die Bremsglieder 18 und 19 sind hierbei im Schlitz 20 der feststehenden Hülse 16 in der Querrichtung xj, x2 senkrecht zur Achse der Antriebswelle 12 geführt.
Wie insbesondere Fig.4 zeigt, sind die Bremsglieder 18 und 19 über den größten Teil ihrer Länge auf die Hälfte ihrer Gesamthöhe H abgesetzt und derart ineinandergefügt, daß sie, in Seitenansicht gesehen (F i g. 4), winkelförmig mit ihren auf halbe Höhe h abgesetzten Teilen ineinandergreifen. Die Federn 31 und 32 sind hierbei in zylindrischen Aussparungen 33 bzw. 34 in den die Bremsfiächen 35 bzw. 36 enthaltenden verbreiterten Teilen der Bremsglieder eingesetzt und stützen sich gegen Idie benachbarte Stirnfläche 37 bzw. 38 der jeweiligen anderen Bremsglieder ab. Dichtungsleisten 39 bzw. 40 legen sich in Bremsstellung der intermittierenden Bremskupplung von innen her gegen das hülsenförmige Tei124c, so daß ein metallisches-Gleiten zwischen den Bremsgliedern und dem hülsenförmigen Teil24c-verhindert wird.
Die Wirkungsweise feder beschriebenen Einrichtung ist folgende: Bei jedem Umlauf der Wellel2 und damit der Nocken 27 und 28 werden die Bremsglieder 18 und 19 einmal unter dem Druck der Federn 31, 32 in Pfeilrichtung xt bzw. x, radial nach außen gegen die Innenfläche des trommelförmigen Teiles 24 c des Planetenträgers gepreßt (Fig.3) und zum anderen dadurch die Nocken 27 und 28 d von dem trommelförmigen Teil 24 c abgehoben. Bei jedem Umlauf wird somit der Umlaufträger abwechselnd einmal gebremst und einmal freigegeben.
Beim Andrücken der Bremsglieder an das trommelförmige Teil 24 c, d. h. beim Bremsen des Planetenträgers 24, laufen die Planetenräder 23 mit den Rührwerkzeugen 26 bei gleichbleibendem Antrieb des Zentralrades 22 mit erhöhter Drehgeschwindigkeit um ihre eigene Achse um. Werden hierauf die Bremsglieder 18 und 19 von Idem trommelförmigen Teil 24 c entfernt, der Planetenträger also freigegeben, kann sich derselbe beschleunigen und dadurch die Planetenräder 23 mit den Rührwerkzeugen 26 um die Achse des Rührgerätes mitnehmen, wobei sich die Umdrehungsgeschwindigkeit der Rührwerkzeuge um deren Achse verringert. Die Größe der beiden Bewegungen ist hierbei jedoch von dem Widerstand abhängig, die die zu rührende Masse den Rührwerkzeugen entgegensetzt.
In F i g. 5 ist über dem Umlaufweg s der Antriebswelle zwischen 0 und 3600 die Umlaufgeschwindigkeit und die Drehgeschwindigkeit der Rührgeräte um ihre eigene Achse von 0 bis 1000/o schematisch dargestellt, und zwar ist angenommen, daß auf einem Teilweg s1 keine Bremsung, auf dem Teilweg2 dagegen eine Bremsung des Planetenträgers stattfindet.
Ist der Widerstand der zu rührenden Masse gleich Null, beträgt über den Teilweg so die Umlaufgeschwindigkeit w1 = 1000/o, die Drehgeschwindigkeit w2 = 0, während über den Teilweg s9 die Umlaufgeschwindigkeit w1 = 0 und die Drehgeschwindigkeit w2 = 100 0/o ist. Hierbei ist ein plötzlicher Dbergang vom gebremsten in den ungebremsten Zustand angenommen.
Praktisch werden sich allerdings mit Rücksicht auf unvermeidbare Reibungswiderstände und Beschleunigungskräfte auch bei fehlendem Widerstand der zu rührenden Masse Kurven einstellen, die etwa einen leicht sinusförmigen Verlauf w1, bzw. w2, haben. Ver- stärkt sich der Widerstand an den Rührwerkzeugen, werden sich die Kurven allmählich verflachen und bei sehr starkem Widerstand als Kurven wo'', w2" für Umlauf- und Drehgeschwindigkeit in mittlerer Höhe zusammenfallen oder nahezu zusammenfallen.

Claims

Patentansprüche: 1. Rührgerät mit Antrieb der Rührwerkzeuge durch ein Uml,aufgetriebe derart, daß denselben sowohl eine Umlaufbewegung um eine Mittelachse des Gerätes als auch eine Drehbewegung um ihre eigene Achse erteilt wird, und mit einer Bremsvorrichtung, durch welche der Planetenträger des Umlaufgetriebes abbremsbar ist und dadurch den Rührwerkzeugen eine schnellere Drehbewegung um die eigene Achse erteilt wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Bremsvorrichtung eine in Abhängigkeit von der Umdrehung des Umlaufgetriebes intermittierend betätigte Bremskupplung (17) vorgesehen ist, durch welche mit jeder Umdrehung des Planetenträgers (24) des Umlaufgetriebes (21) den Rührwerkzeugen (26) abwechselnd ein oder mehrere Male bei gebremstem Planetenträger eine schnellere und hierauf bei ungebremstem Planetenträger eine langsamere Drehbewegung um die eigene Achse erteilt wird.
2. Rührgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremskupplung (17) unmittelbar auf den Planetenträger (24) des Umlaufgetriebes wirkt.
3. Rührgerät mit Antrieb der Rührwerkzeuge durch ein Umlaufgetriebe, dessen Planetenräder mit den Rührwerkzeugen verbunden sind, und mit einer auf den Planetenträger einwirkenden Bremskupplung, insbesondere nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremskupplung (17) konzentrisch zwischen Antriebsglied (12) und Planetenträger (24) unterhalb der Getrieberäder (22,23) des Umlaufgetriebes angeordnet ist.
4. Rührgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremskupplung (17) in einen das Antriebsglied, z. B. eine Antriebswelle (12), umschließenden feststehenden, z. B. hülsenförmigen Teil (16) eingebaut ist und das oder die Kuppelglieder (18, 19) der Bremskupplung durch das Antriebsglied (12) betätigt und auf ein die Bremskupplung umschließendes trommelförmiges Glied (24 c) zur Einwirkung gebracht werden.
5. Rührgerät nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Bremsen des Planetenträgers (24) Bremsglieder (18, 19) vorgesehen sind, die durch federnde Elemente (31, 32) eingerückt und durch den Antrieb entgegen der Wirkung der federnden Elemente ausgerückt werden.
6. Rührgerät nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zum Abbremsen des Planetenträgers (24) zwei mit Bezug auf die Achse des Antriebsgliedes (12) diametral gegenüberliegende, nach entgegengesetzten Seiten auseinauderdrückbare Bremsglieder (18, 19) vorgesehen sind.
7. Rührgerät nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsglieder (18, 19) in einen Querschlitz (20) eines die Antriebswelle (12) umschließenden feststehenden hülsenförmigen Teiles (16) eingesetzt sind und Öffnungen für die Antriebswelle aufweisen, die die Bremsglieder (18, 19) mittels Nocken, Exzenter (27, 28) od. dgl. betätigt.
8. Rührgerät nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei zwei entgegengesetzt bewegbaren Bremsgliedern (18, 19) diese nur im Bereich der Anlagefläche volle axiale Höhe haben, im übrigen jedoch auf halbe Höhe abgesetzt und im Bereich des abgesetzten Teiles schieberartig ineinandergefügt sind.
9. Rührgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in Höhe eines jeden der zueinander axial versetzten abgesetzten Teile der beiden Bremsglieder (18, 19) je ein Nocken (27, 28) zum Entkuppeln je eines Bremsgliedes angeordnet und ferner je eine Feder (31, 32) zwischen dem nicht- abgesetzten Teil des einen Bremsgliedes und dem abgesetzten Teil des anderen Bremsgliedes zwischengeschaltet ist, vorzugsweise je eine Schraubenfeder, die in eine zylindrische radiale Ausnehmung (33, 34) des nicht abgesetzten Teiles des betreffenden Bremsgliedes eingesetzt ist.
10. Rührgerät nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsglieder (18, 19) mit z. B. in Nuten eingesetzten axialen Dichtleisten (39, 40) zum Anliegen an der Bremsfläche versehen sind.
11. Rührgerät nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Planetenträger (24) gehäuseförmig ausgebildet ist und das Zentralrad (22) sowie die Planetenräder (23) umschließt.
12. Rührgerät nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das gesamte aus Umlaufgetriebe (22, 23), Rührwerkzeugen (26) und intermittierender Bremskupplung (17) bestehende Rühraggregat als Einheit auf das Ende eines die lotrechte Antriebswelle (12) umschließenden Rohransatzes (11) der Rührschüssel (10) unter gleichzeitiger Kupplung des antreibenden Zentralrades (22) mit der Antriebswelle (12) aufsteckbar ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Britische Patentschrift Nr. 734636.