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Knetmaschine mit umlaufendem Trog Die Erfindung bezieht sich auf eine
Knetmaschine mit umlaufendem Trog und einem vom Trogantriel) in eine beliebig gerichtete
hin und her gehende Abhebe- und Annäherungsbewegung versetzten, im Maschinengestell
beweglich gelagerten Knetarm zum Kneten von Gut, insbesondere von Teig.
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Es ist bei Knetmaschinen bekannt, den Knetarm besonders anzutreiben.
Als Antriebsmittel werden in der Regel schnell laufende Elektromotore benutzt. Da
aber der Knetarm nur vergleichsweise langsam bewegt werden darf, müssen in den gesonderten
Knetarmantrieb hohe Übersetzungen, insbesondere in Form von Zahn- und Schneckentrieben,
eingeschaltet werden. Diese sind, abgesehen von anderen Unzuträglichkeiten, unerwünscht,
da sie nach kürzerer oder längerer Betriebszeit geräuschvoll arbeiten, besondere
Ö1-Becken erfordern sowie auch einen schlechten Wirkungsgrad haben. Ferner ist es
nicht möglich, den Hub des Knetarmes während des Betriebes stufenlos zu regeln.
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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die aufgezeigten Nachteile
zu beseitigen, und löst diese Aufgabe im wesentlichen durch einen mit dem Knetarm
formschlüssig verbundenen, in einem Zylinder gleitenden, abwechselnd unter Zwischenschaltung
eines Steuerschiebers von verschiedenen Seiten von einer Druckflüssigkeit beaufschlagten
Treibkolben mit Kolbenstange. Dabei ist vorzugsweise der Pumpenläufer für die die
Druckflüssigkeit fördernde Pumpe auf der Welle des den Trog antreibenden Motors
angeordnet.
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Eine Knetmaschine nach der Erfindung zeichnet sich weiterhin durch
eine stufenlose Veränderbarkeit der Frequenz der Knetarmbewegungen, z. B.
durch
Regelbarkeit von Flüssigkeitsmenge und -druck, vorzugsweise über ein Regelventil
in der zum Steuerschieber führenden Flüssigkeitsdruckleitung, aus. Gegenstand der
Erfindung ist ferner die stufenlose Verlegbarkeit des die äußerste Abhebelage des
Knetarmes bestimmenden Umsteuerpunktes der Knetarmbewegung bei Gleichhaltung des
die innere Berührungslage zwischen Trog und Knetarm bestimmenden anderen Umsteuerpunktes.
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Die Erfindung ist weder an eine bestimmte Troggestalt noch eine sich
daraus ergebende Kneterform noch an die Bewegungskurve des Kneters selbst gebunden.
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Hydraulische Antriebe sind nicht mir bei Werkzeugmaschinen, sondern
auch bei Maschinen zum Pressen und Teilen von Teig an sich bereits vorgeschlagen
worden. Sie haben dort jedoch eine andere Aufgabe zu erfüllen, und es war vor allem
überraschend, daß es durch eine besondere Ausbildung des hydraulischen Antriebes
gelingt, gerade bei Knetmaschinen die Nachteile zu beseitigen, die den einleitend
erwähnten Knetmaschinen mit mechanischem Antrieb des Knetarmes anhaften.
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Im einzelnen ist die stufenlose Steuerung gemäß der Erfindung gekennzeichnet
durch die konstruktive Vereinigung folgender Maschinenelemente in allgemeinster
Form: a) eines außerhalb des Druckflüssigkeitszylinders angeordneten, starr mit
der Kolbenstange über ein oberes Querstück verbundenen, in letzterem parallel zur
Kolbenstange verstellbaren Mitnehmers, auf dem b) mittels einer Schleife das obere
Ende einer Schleppstange gleitend geführt ist, während c) ihr unteres Ende an einem
um eine quer zur Achse des Kolbens verlaufende Mittelstellung beiderseitig vierschwenkbar
im Maschinengestell gelagerten Hebel angreift, dessen untere Lage unverrückbar feststeht
und der als Impulsgeber für die in seinen Schwenkgrenzbereichen ausgeübten Umsteuerimpulse
auf den Steuerschieber ausgebildet ist, in Verbindung mit d) einer Rückhaltevorrichtung
für das aus dem Hebel und der Schleppstange bestehende System zur Aufrechterhaltung
seiner oberen Umsteuerstellung und e) einer durch einen starr mit dem Querstück
verbundenen, nicht relativ zu letzterem lageveränderbaren Stößel kurz vor Erreichen
der Anlagestellung von Knetarm und innerer Trogoberfläche aneinander betätigten
Rückdrückvorrichtung zur Wiederherstellung der unteren Schwenklage des Hebelschleppstangensystems
und damit zum erneuten Umsteuern des Steuerkolbens in der bei allen Hubgrößen des
Knetarmes immer gleichbleibenden Stellung des letzteren.
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Erfindungsgemäß besteht dabei die Wirkungsverbindung zwischen dem
Hebel und Steuerschieber aus folgenden Teilen in nachstehender Anordnung zueinander:
f) einer mit dem Hebel starr verbundenen, im Maschinengestell gelagerten Drehachse,
auf der im Winkelabstand voneinander zwei Mitnehmer bzw. Arme angeordnet sind, g)
einem zwischen diesen Mitnehmern frei drehbar auf der Drehachse gelagerten Umschalthebel,
dessen Ende unter Wirkung einer den Hebel bei Erreichen seiner in die Kraftzugachse
fallenden Mittelstellung (Totpunktlage) augenblicklich in die andere Endstellung
umwerfenden Durchschlagfeder steht, wobei diese Elementengruppe gleichzeitig die
Rückhaltevorrichtung für den ersterwähnten Hebel darstellt, und h) einem am Umschalthebel
sitzenden, in einen Schlitz der Betätigungsstange des Steuerkolbens eingreifenden
Zapfen.
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Die Erfindung sieht noch vor, daß der Stößel als starr mit dem Querstück
verbundenes, im Maschinengestell geführtes Rohr ausgebildet ist, in dem mittels
Nut und Feder eine den Mitnehmer tragende Stange axial durch Schraubantrieb verschiebbar
geführt ist, doch ist natürlich eine solche Ausbildung des Schuborgans für die Erfindung
nicht verbindlich.
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Es braucht auch ebensowenig die Betätigung des Steuerkolbens mechanisch
durch ein Gestänge zu erfolgen, denn es liegen sowohl elektrische als auch hydraulische
und pneumatische Umsteuerungen für diesen Kolben im Bereich der technischen Äquivalente.
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Zweckmäßig ist die Achse des Druckflüssigkeitszylinders senkrecht
angeordnet. Der Knetarm wird bevorzugt mit der eingangs genannten Kolbenstange starr
verbunden.
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Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Abb. i gibt die Maschine teilweise im Schnitt, teilweise in Ansicht
wieder; Abb.2 ist ein Schnitt durch den hydraulischen Antrieb.
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Die Maschine besteht aus dem Knettrog i, der über einen Motor 2 angetrieben
wird. Zu diesem Zweck sitzt auf der Motorwelle 3 eine Treibscheibe q., die über
einen endlosen Riemen 5 od. dgl. mit einer zweiten Treibscheibe 6 gekuppelt ist,
welche sich um das Flanschlager 7 dreht und mit der Welle 8 fest verbunden ist.
Dadurch wird das auf dieser Welle sitzende Zahnrad 9 angetrieben, das seinerseits
das mit ihm im Eingriff befindliche Zahnrad io antreibt, das auf die mit dem Trog
i verbundene Welle i i aufgekeilt ist. Die Trogwelle i i ist in Kugellagern 12,
13, 14 im Maschinengehäuse 15 drehbar gelagert.
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In den Knettrog i ragt der Knetarm 16 hinein, der fest an einer Kolbenstange
17 sitzt. Mit dieser Kolbenstange 17 ist an ihrem unteren Ende formschlüssig ein
Treibkolben 18 verbunden, der in einem Zylinder 2o gleitet. Der Treibkolben 18 ist
abwechselnd unter Zwischenschaltung eines Steuerschiebers 31 von verschiedenen Seiten
von einer Druckflüssigkeit beaufschlagbar. Zu diesem Zweck steht der Zylinder 2o
über eine Leitung 2i mit einem Steuerschiebergehäuse 22 in Verbindung, in dem der
Steuerschieber 31 sitzt und von dem eine Leitung 23 zu einem auf der Motorwelle
3
angeordneten Pumpenläufer für eine die Druckflüssigkeit fördernde Pumpe 24 führt.
Letztere steht durch einen Stutzen 25 mit einem Flüssigkeits-, z. B. Ölbehälter
26 in Verbindung.
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In der zum Steuerschieber 31 führenden Flüssigkeitsdruckleitung 23
ist ein Regelventil 27 vorgesehen, durch das die Frequenz des sich auf und ab bewegenden
Knetarmes 16 je nach der Teigbeschaffenheit und Menge des Teiges z. B. durch Regelbarkeit
von Flüssigkeitsmenge und -druck stufenlos verändert werden kann. Durch Schließen
des Regelventils 27 ist es möglich, den Durchfluß des Druckmittels zu unterbrechen
und den Treibkolben 18 nebst Kolbenstange 17 und Knetarm 16 in jeder beliebigen
Höhenlage festzuhalten, um in dieser Lage das Misch- oder Knetgut besonders intensiv
durchzuarbeiten.
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Vom Steuerschiebergehäuse 22 führt eine zweite Leitung 28 zum Zylinder
2o und eine dritte mit einem Venti129 versehene Leitung3o in denDruckmittelbehälter
26. Der im Steuerschiebergehäuse 22 verschiebbare Steuerkolben 31 ist mit einer
Betätigungsstange 32 verbunden, die nahe dem freien Ende einen Längsschlitz 33 aufweist.
In den Schlitz 33 der Betätigungsstange 32 greift ein Zapfen 34 eines Umschalthebels
36 ein, an welchem im Punkte 37 eine Feder 38 .angreift, die bei 39 im Druckmittelbehälter
26 befestigt ist. Der Umschalthebe136 ist auf einer Drehachse4o mit einem gewissen
Leerlauf zwischen zwei Mitnehmern drehbar gelagert. Ferner ist mit dieser im Maschinengestell
gelagerten Drehlachse 4o ein Hebel 41 starr verbunden, der im Punkte 42 gelenkig
an einer Schleppstange 43 angreift. Letztere besteht aus einem Arm, welcher mit
einer Schleife (Längsschlitz) 44 über einen an einer Schubstange 45 sitzenden Mitnehmer
46 faßt. Die Schubstange 45 ist von einem Schuborgan bzw. Stößel 46' umgeben, das
in axialer bzw. senkrechter Richtung verschiebbar im Maschienengestell bei 47 geführt
und über ein Querstück 48 durch eine Sicherungsschraube 48' od. dgl. starr mit der
Kolbenstange 17 des Knetarmes 16 verbunden ist. Oberhalb dieses als Rohr ausgebildeten
Stößels 46' ist ein Handrad 49 drehbar angeordnet, das vermittels Schraubentrieb
sowie Nut und Feder zum Verstellen der Schubstange 45 dient. Unterhalb des Schuborgans
46' ist ferner eine Rückdrückvorrichtung 5o vorgesehen, die mit einem Arm 51 in
die Bewegungsbahn des fest mit der Drehachse 40 verbundenen Hebels 41 hineinragt.
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Der außerhalb des Druckflüssigkeitszylinders 2o angeordnete, starr
mit der Kolbenstange 17 über das obere Querstück 48 verbundene Mitnehmer 46 ist
in letzterem parallel zur Kolbenstange 17 verstellbar. Auf ihm ist mittels der Schleife
44 das obere Ende der Schleppstange 43 gleitend geführt, während deren unteres Ende
an dem um eine quer zur Achse des Kolbens 18 verlaufende Mittelstellung beiderseitig
verschwenkbar im Maschinengestell gelagerten Hebel 41 angreift, dessen untere Lage
unverrückbar feststeht und der als Impulsgeber für die in seinen Schwenkgrenzbereichen
ausgeübten Umsteuerimpulse auf den Steuerschieber 31 ausgebildet ist. Diese Einrichtung
ist konstruktiv vereinigt mit der Rückhaltevorrichtung für das aus dem Hebel 41
und der Schleppstange 43 bestehende System zur Aufrechterhaltung seiner oberen Umsteuerstellung
und der durch den starr mit dem Querstück 48 verbundenen, nicht relativ zu letzterem
lageveränderbaren Stößel 46' kurz vor Erreichen der Anlagestellung von Knetarm 16
und innerer Trogoberfläche aneinander betätigten Rückdrückvorrichtung 5o zur Wiederherstellung
der unteren Schwenklage des Hebelschleppstangensystems 41, 43 und damit zum erneuten
Umsteuern des Steuerkolbens 31 in der bei allen Hubgrößen des Knetarmes immer gleichbleibenden
Stellung des letzteren.
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Die Wirkungsverbindung zwischen dem Hebel 4i und dem Steuerschieber
31 .ist gebildet durch die mit dem Hebel 41 verbundene, im Maschinengestell gelagerte
Drehachse 40, auf der im Winkelabstand voneinander zwei Mitnehmer z. B. in Form
von Hebelarmen angeordnet sind, den zwischen diesen Mitnehmern frei drehbar auf
der Drehachse 40 gelagerten Umschalthebel 36, dessen Ende unter Wirkung der den
Hebel 36 bei Erreichen seiner in die Kraftzugachse fallenden Mittelstellung (Totpunktlage)
augenblicklich in die andere Endstellung umwerfenden Durchschlagfeder 38 steht,
wobei die Elementengruppe 38, 36, 40 gleichzeitig die Rückhaltevorrichtung für den
Hebel 41 darstellt, und den am Umschalthebel 36 sitzenden, in den Schlitz 33 der
Betätigungsstange 32 des Steuerkolbens 31 eingreifenden Zapfen 34.
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Die Arbeitsweise der Maschine ist folgende: Der Motor 2 treibt über
die Treibscheibe 4, den Riemen oder die Ketten 5, das Treibrad 6, die Welle 8, die
Zahnräder 9, 1o die Welle ii und damit den Knettrog i an, der entsprechend dem Übersetzungsverhältnis
in mehr oder minder schnelle Umdrehung versetzt wird. Gleichzeitig wird durch die
Welle 3 des Motors 2 der mit ihr verbundene Läufer der Pumpe 24 in Umlauf gesetzt
und fördert über den Stutzen 25 Druckmittel, z. B. Öl, aus dem Druckmittelbehälter
26, das über die Leitung 23, das Steuerschiebergehäuse 22, die Leitung 21 in den
Zylinder 2o unter den Treibkolben 18 gedrückt wird. Der Treibkolben 18 wird dadurch
gehoben und nimmt den mit ihm verbundenen Knetarm 16 mit.
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Gleichzeitig wird aber auch das Schuborgan bzw. der Stößel 46', die
mit der Kolbenstange 17 verbunden sind, mitgenommen und bewegt seinerseits die Schubstange
45 nach oben. Dabei verschiebt sich der Mitnehmer 46 in der Schleife 44 der Schleppstange
43 ebenfalls nach oben. Im letzten Teil der Aufwärtsbewegung der Schubstange 45
wird nun die Schleppstange 43 durch den Mitnehmer 46 mitgenommen und bewegt sich
ebenfalls nach oben. Hierbei wird der mit der Schleppstange 43 gelenkig im Punkt
42 verbundene Hebel 41 in einer dem Uhrzeigersinn entgegengesetzten Richtung verschwenkt,
wodurch die Drehachse 4o entsprechend
gedreht wird. Diese nimmt
den auf ihr sitzenden Umschalt- bzw. Durchschlaghebel 36 mit.
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Gelangt der Umschalthebel 36 in eine Lage, die etwas nach links über
der Senkrechten durch den Befestigungspunkt 39 der Durchschlagfeder 38 liegt, dann
zieht diese den Umschalthebel 36 nach links in die gestrichelt gezeichnete Lage.
Da vorher aber die Schleppstange 43 durch die Schubstange 45 in ihre Endstellung
gelangt ist, die Drehachse 40 sich also nicht weiter drehen kann, muß der Umschalthebel
36 mit einem gewissen Leerlauf auf der Drehachse 4o sitzen, damit die Feder 38 ihn
herumreißen kann, ohne daß die Drehachse 40 weiter bewegt zu werden braucht.
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Beim Herumreißen des Umschalthebels 36 durch die Feder 38 gelangt
der Zapfen 34 des Zlitnehmerarmes 35 in den Schlitz 33 der Betätigungsstange 32
des Steuerkolbens 31 nach rechts und verschiebt dadurch über die Betätigungsstange
32 den Steuerkolben 31 im Steuerschiebergehäuse 22 ebenfalls nach rechts. Dadurch
wird die Verbindung zwischen den Leitungen 23 und 21 unterbrochen und die Verbindung
zwischen den Leitungen 23 und 28 über die Abzweigungen 28' und 23' des Steuerschiebers
hergestellt. Das Druckmittel strömt jetzt über die Leitung 28 oberhalb des Treibkolbens
18 in den Zylinder 20 und drückt den Treibkolben i8 und damit die Kolbenstange 17
wieder nach unten, wodurch der Knetarm 16 ebenfalls nach unten bewegt wird. Bei
dieser Bewegung wird ferner der Stößel 46' und damit über diesen die Schubstange
45 gleichfalls nach unten bewegt. Der Stößel 46' trifft nun auf die Rückdrückvorrichtung
5o und verschiebt diese nach unten. Dabei trifft der Arm 51 dieser Vorrichtung
50 auf den verlängerten Bolzen 42, der den Hebel 41 mit der Schleppstange
43 verbindet, und nimmt die Schleppstange 43 und den Hebel 41 nach unten mit. Hierbei
erfolgt eine Drehung der Drehachse 4o im Uhrzeigersinne. Nach einem gewissen Leerlauf
faßt die Drehachse 4o den Umschalthebel 36 und dreht ihn ebenfalls im Uhrzeigersinne
so weit, bis er etwas über der durch den Punkt 39 gelegten Senkrechten nach rechts
verschwenkt ist, worauf die Feder 38 den Hebel 36 ganz nach rechts bei ruhender
Drehachse 4o infolge des Leerlaufes reißt. Dabei verschiebt der in dem Schlitz 33
der Betätigungsstange 32 befindliche, am Mitnehmerarm 35 sitzende Zapfen 34 den
Steuerkolben 31 über die Betätigungsstange 32 im Steuerschiebergehäuse 22 nach links
in die in Abb. 2 dargestellte Lage.
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Das Arbeitsspiel kann jetzt wiederum von vorn in der beschriebenen
Weise beginnen.
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Um zu verhindern, daß bei nicht voll beschicktem Teigbehälter die
am Knetarm 16 befindlichen abgewinkelten Arme bei der Auf- und Abwärtsbewegung aus
dem Knetgut heraustreten, kann der Hub des Knetarmes eingestellt werden. Wird nämlich
das Handrad 49 gedreht, so verschieben sich die Schubstange 45 und der an ihr befestigte
Mitiiehmer 46 entsprechend der Drehbewegung nach oben oder unten. Durch Verschieben
nach oben wird der Zwischenraum zwischen dem Mitnehmer 46 und dem oberen Ende der
Schleife 44 der Schleppstange 43 verkürzt und der Steuerkolben 31 im Steuerschiebergehäuse
22 daher früher umgeschaltet, so daß der Knetarm 16 früher nach unten bewegt wird.
Es ist also auf einfache Weise möglich, während des Betriebes den die äußerste Abliebelage
des Knetarmes 16 bestimmenden Umsteuerpunkt der Knetarmbewegung bei Gleichhaltung
des die innere Berührungslage zwischen Trog i und Knetarm 16 bestimmenden anderen
Lrmsteuerpunktes stufenlos zu verlegen.