Ріжучий валик для вирізання шматків тіста з шару тіста та система для обробки тіста, яка має ріжучий валик

Реферат: Винахід належить до ріжучого валика (1), який застосовують для вирізання шматків тіста з шару тіста. Порожнистий циліндричний основний корпус валика (2) має стінку (3), в якій сконфігуровано отвори (4), які відповідають формі шматків тіста, які підлягають вирізанню. Вивантажувальний пристрій (12) застосовують для вивантаження вирізаних відходів тіста з внутрішньої частини (9) циліндричного корпусу (2) через принаймні один вивантажувальний отвір (10) на принаймні одному фронтальному кінці (11) циліндричного корпусу (2) назовні. Вивантажувальний пристрій (12) має механізм (13) просування, що приводиться в дію механізмом (16) приводу просування для просування відходів (7) вирізаного тіста з внутрішньої частини (9) циліндричного корпусу (2) у напрямку вивантажувального отвору (10), причому механізм (16) приводу просування виконаний як привід, який є незалежним від приводу (24) обертання циліндричного корпусу (2), причому механізм просування являє собою шнек з віссю обертання (18), яка проходить співвісно циліндричному корпусу (2), та стінка (14) зовнішнього краю шнека знаходиться на відстані від 0,1 мм до 5 мм від внутрішньої стінки (15) циліндричного корпусу (2). В результаті забезпечується ріжучий валик, у якому загроза заїдання валика є зниженою. UA 101625 C2 (12) UA 101625 C2 UA 101625 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід стосується ріжучого валика для відрізання шматків тіста від шару тіста згідно з преамбулою пункту 1 формули винаходу. Винахід також стосується системи для обробки тіста, яка має такий ріжучий валик. Ріжучий валик подібного типу є відомим з патенту DE-PS 1 151 473. У цій публікації згадується про можливість видалення відходів відрізаного тіста з відповідно сформованих радіальних каналів або отворів порожнього ріжучого валика. Відходи тіста витісняються через відповідні отвори всередину ріжучого валика і вивантажуються убік у відкритий простір з ріжучого валика через передні кінці ріжучого валика, які залишаються відкритими. Як причина відсутності подальшого вдосконалення цієї форми вивантаження відходів тіста, у DE-PS 1 151 473 вказується ризик заїдання валика. Інші ріжучі валики є відомими з патентів DE 117 327 A та DE 118 158 A. Метою даного винаходу є розробка ріжучого валика, який належить до згаданого на початку типу, таким чином, щоб знижувався ризик заїдання валика. Ця мета досягається згідно з винаходом через забезпечення ріжучого валика, який має особливості, розкриті у п. 1 формули винаходу. Згідно з винаходом, було визнано, що заїданню валика на практиці можна запобігти, якщо вивантаження відходів тіста активно здійснюватиметься за допомогою керованого транспортувального механізму. Це виключає небажане накопичення відходів тіста у ріжучому валику до заїдання валика. Ріжучий валик може бути сконфігурований, зокрема, як компонент, який може бути легко замінений і закріплюється за допомогою напрямних штифтів. Сам основний корпус валика, зокрема, є виконаним зі сталі і в оптимальному варіанті має покриття з хімічного нікелю. Якщо основний корпус валика є виготовленим з матеріалу, який є нешкідливим для харчових продуктів, наприклад, з нержавіючої сталі, також можна обійтися без покриття основного корпусу. Через незалежний привід транспортувального механізму за допомогою переміщувального привідного механізму, з одного боку, та привід обертання основного корпусу валика, з іншого боку, забезпечується точне пристосування відведення відходів тіста з внутрішньої частини основного корпусу валика до відповідних робочих умов ріжучого валика. Переміщувальний привідний механізм, зокрема, може приводитися в дію таким чином, щоб відходи тіста могли накопичуватися всередині основного корпусу валика лише до певного об'єму, і забезпечувалася можливість безперервного функціонування ріжучого валика. Навіть якщо ріжучий валик не обертається, відходи тіста можуть виводитися з ріжучого валика незалежно керованим транспортувальним механізмом. Це полегшує, наприклад, чищення ріжучого валика і забезпечує надійне повторне запускання ріжучого валика. Шнековий конвеєр як переміщувальний пристрій за п. 2 формули винаходу забезпечує надійне вивантаження відходів тіста, які надходять всередину основного корпусу валика. В альтернативному варіанті до шнекового конвеєра може бути передбачений, наприклад, стрічковий конвеєр, розташований всередині ріжучого валика. Переміщувальний привід транспортувального механізму може бути незалежним від обертального приводу основного корпусу валика для відрізання. В альтернативному варіанті існує можливість забезпечення двох типів рухів за допомогою одного приводу. Якщо транспортувальний механізм є сконфігурованим як шнековий конвеєр, він може залишатися нерухомим, тобто, іншими словами, не обертаються відносно рами машини. Переміщення тіста за допомогою приводу може викликатися внутрішньою стінкою основного корпусу валика, що обертається під час операції різання навколо нерухомого шнекового конвеєра. Як правило, a шнековий конвеєр, який приводиться в дію через обертання, вставляється всередину ріжучого валика для вивантаження відходів тіста. Проміжки за п. 3 формули винаходу виявляються особливо прийнятними для зносостійкого функціонування шнекового конвеєра в основному корпусі валика з одночасно надійним захопленням шматків відходів тіста. Проміжок між окружною стінкою шнекового конвеєра та внутрішньою стінкою основного корпусу валика в оптимальному варіанті становить від 0,5 до 2 мм, наприклад, 1 мм. Ріжучі елементи за п. 4 формули винаходу дозволяють здійснювати достатню операцію різання за допомогою ріжучого валика. ріжучі елементи з пластичного матеріалу можуть бути легко сконфігуровані для сумісності з продуктами харчування. Крім того, існує можливість їх виготовлення зі зносостійкого пластичного матеріалу. При перекочуванні ріжучого валика по основі, на якій знаходиться шар тіста, відбувається щонайбільше легке зношування ріжучих елементів або основи при застосуванні ріжучих елементів із пластичного матеріалу. Зокрема, ріжучі елементи можуть бути виконані як змінні елементи на основному корпусі валика, наприклад, прикручені до нього за допомогою гвинтів. 1 UA 101625 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Ріжучі елементи з ріжучими отворами за п. 5 формули винаходу виключають прилипання відходів тіста, що залишилися, в отворах у стінці кожуха основного корпусу валика. Крім того, це знижує ризик заїдання ріжучого валика. До того ж, це знижує ризик небажаного переміщення відходів тіста зсередини ріжучого валика назовні. Відходи тіста можуть розширюватися в отворах у стінці кожуха основного корпусу валика до певної, бажаної міри. Отвори в основному корпусі валика не обов'язково мають точно відповідати контурові ріжучих отворів у ріжучих елементах. Отвори в основному корпусі валика можуть просто мати контур, який приблизно відповідає контурові ріжучих отворів, а отже, шматків тіста, які підлягають відрізанню. Зокрема, існує можливість суцільної конфігурації отворів у стінці кожуха основного корпусу валика, тоді, як ріжучий елемент має певну кількість отворів, наприклад, для вирізання кренделів. Висота ріжучих елементів за п. 6 формули винаходу дозволяє здійснювати стійку конфігурацію ріжучих елементів. Співвідношення товщини стінок порожнього циліндра та зовнішнього діаметра основного корпусу валика за п. 7 формули винаходу виключає укладання шматків відходів тіста один на одний у надмірно високий стіс. У такому разі забезпечується уникнення небажаного відхильного переміщення шматків відходів тіста, орієнтованих всередину основного корпусу валика, назовні через стискання тіста всередині колони цього типу. Співвідношення товщини стінок порожнього циліндра та зовнішнього діаметра, яке становить менше, ніж 0,1, виявляється особливо прийнятним для забезпечення надійного виведення відходів тіста. Переваги системи для обробки тіста за п. 8 формули винаходу відповідають тим, які вже обговорювалися вище з посиланням на ріжучий валик. Варіанти втілення винаходу більш детально обговорюються нижче за допомогою фігур, серед яких: Фіг. 1 показує перспективне зображення ріжучого валика для відрізання шматків тіста від шару тіста; Фіг. 2 показує перспективне зображення осьового розрізу основного корпусу валика ріжучого валика згідно з Фіг. 1; Фіг. 3 показує детальне збільшене зображення з Фіг. 2 у ділянці стінки кожуха основного корпусу валика ріжучого валика; Фіг. 4 показує перспективне зображення частини ріжучого валика, яке є збільшеним порівняно з Фіг. 1 у ділянці вивантажувального отвору для відрізання тіста від внутрішньої частини основного корпусу валика; Фіг. 5 показує осьовий розріз ще одного варіанта втілення ріжучого валика, без показу привідних компонентів переміщувального приводу з одного боку та обертального приводу з іншого боку; і Фіг. 6 показує ділянку стінки кожуха основного корпусу ріжучого валика згідно з Фіг. 5 у вигляді, подібному до Фіг. 3. Ріжучий валик 1 застосовують для відрізання шматків тіста від шару тіста. Ріжучий валик 1, показаний на Фіг. з 1 по 4, застосовують для вирізання з тіста кренделів. Порожній циліндричний основний корпус валика 2 ріжучого валика 1 у цьому разі перекочується по шару щойно розкатаного тіста, який не показано. Основний корпус валика 2 у показаному варіанті втілення є виконаним зі сталі й має покриття з хімічного нікелю. У стінці кожуха 3 основного корпусу валика 2, як показано у розрізі на Фіг. 2 та у збільшеному вигляді на Фіг. 3, утворено отвори 4, які відповідають шматкам тіста, які підлягають відрізанню. У призначеному для кренделів варіанті ріжучого валика 1 форма отворів 4 відповідає формі кренделів. Ріжучі елементи 5 кріпляться до внутрішньої частини основного корпусу валика 2, тобто, пригвинчуються до стінки кожуха 3 основного корпусу валика 2. Ріжучі елементи 5 є виконаними з пластичного матеріалу. Ріжучі елементи 5 у показаному варіанті є виконаними з поліоксиметилену (POM). Ріжучі елементи 5 мають форму, яка відповідає формі шматків тіста, які підлягають відрізанню, іншими словами, мають зовнішню форму кренделя. Ріжучі отвори 6 у ріжучих елементах 5 у кожному з випадків є пов'язаними з отворами 4 у стінці кожуха 3 і перебувають з ними на одній лінії. Кожен ріжучий елемент 5 згідно з отворами кренделя має три ріжучі отвори 6. Ріжучі отвори 6 ріжучих елементів 5 мають, як випливає з порівняння вирізаних ріжучих отворів 6 на Фіг. 3 з отворами 4 стінки кожуха 3, меншу внутрішню ширину, ніж отвори 4, пов'язані з ними, у стінці кожуха 3 основного корпусу валика 2. В альтернативному до форми кренделя варіанті ріжучий елемент 5 також може бути сконфігурований як кільце або як літера, таким чином, щоб шматки тіста вирізались у відповідній формі кільця або літери ріжучим валиком 1. 2 UA 101625 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Фіг. 3 показує деталь ріжучого валика 1 під час операції різання, причому ріжучий елемент 5, показаний у розрізі зліва на Фіг. 3, вирізав п'ять шматків відходів тіста 7 з одного шару тіста, для чого знадобилося п'ять обертів ріжучого валика 1 навколо подовжньої осі 8. Ріжучий елемент 5, показаний у розрізі справа на Фіг. 3, вирізав чотири шматки відходів тіста 7 з шару тіста, для чого знадобилося чотири оберти ріжучого валика 1 навколо подовжньої осі 8. Ріжучі елементи 5 мають висоту H над стінкою кожуха 3, яка відповідає кратній кількості значення товщини шару тіста, який підлягає різанню. Це випливає з Фіг. 3, яка дозволяє здійснювати порівняння висоти H з товщиною S шматків відходів тіста 7. Для вивантаження шматків відходів тіста 7, іншими словами, відходів тіста, які було відрізано, з внутрішньої частини 9 основного корпусу валика 2 через вивантажувальний отвір 10 (пор., зокрема, з Фіг. 4) на передньому кінці 11 основного корпусу валика 2 назовні, застосовують вивантажувальний пристрій 12. Останній має транспортувальний механізм 13 для переміщення відходів відрізаного тіста 7 з внутрішньої частини 9 основного корпусу валика 2 у напрямку вивантажувального отвору 10. Транспортувальний механізм 13 є сконфігурованим як шнековий конвеєр з віссю обертання, яка проходить співвісно подовжній осі 8 основного корпусу валика 2. Шнековий конвеєр 13 є виконаним зі сталі. Зовнішня окружна стінка 14 шнекового конвеєра 13 підтримує проміжок по відношенню до внутрішньої стінки 15 основного корпусу валика 2, який складає один міліметр у показаному варіанті втілення ріжучого валика 1. Як правило, передбачаються проміжки між окружною стінкою 14 та внутрішньою стінкою 15 у межах від 0,1 мм до 5 мм, в оптимальному варіанті – від 0,5 мм до 2 мм. Привідний механізм 16 у формі електродвигуна для переміщувального приводу транспортувального механізму 13 також належить до вивантажувального пристрою 12. Привідний механізм 16 є нежорстко зв'язаним з центральним валом 17 шнекового конвеєра 13. Привідний механізм 16 з'єднується за допомогою розтрубного ковпака 18 з каркасним блоком 19 ріжучого валика на стороні вивантаження. Розтрубний ковпак 18 для цього з одного боку є пригвинченим до привідного механізму 16, а з іншого боку кріпиться фланцем 20 до каркасного блока 19. Вал 17 шнекового конвеєра є закріпленим у передній головній деталі 20a основного корпусу валика 2 на кінці, протилежному привідному механізмові 16. Головна деталь 20a забезпечує протилежну стороні вивантаження передню кінцеву частину порожньої внутрішньої частини 9 основного корпусу валика 2. З головною деталлю 20a є об'єднаним обрубок вала 21 ріжучого валика 1. Обрубок вала 21 є закріпленим в іншому каркасному блоці 22. Каркасні блоки 19, 22 також називаються опорними блоками. Каркасні блоки 19, 22 мають вертикальні напрямні планки 22a. Останні забезпечують визначене позиціонування ріжучого валика 1 відносно рами машини системи для обробки тіста. Кінець 23, протилежний головній деталі 20a обрубка вала 21 з'єднується у неповоротному режимі з ведучою шестірнею. Остання приводиться в дію приводом обертання 24, що забезпечує кероване обертання основного корпусу валика 2 навколо подовжньої осі 8 для здійснення операції різання ріжучого валика 1. Кожен з приводів 16 та 24 має перетворювач частоти. Основний корпус валика 2 закріплюється через порожню опору вала у каркасному блоці 19. Ріжучий валик 1 є частиною системи для обробки тіста, яку спеціально не показано. Ріжучий валик 1 підтримується на несучих або піднімальних вушках 25, які жорстко приєднуються до каркасних блоків 19, 22 у відповідних приймачах рами машини системи для обробки тіста. Шляхом від'єднання несучих вушок 25 від цих приймачів ріжучий валик 1 може бути легко замінений, наприклад, на інший ріжучий валик для відрізання шматків тіста іншої форми. Співвідношення d/A товщини стінок порожнього циліндра d основного корпусу валика 2 та зовнішнього діаметра A основного корпусу валика 2 у варіанті втілення згідно з Фігурами з 1 по 4 становить 0,027, іншими словами – менше за 0,3. Під час операції різання з застосуванням системи для обробки тіста ріжучий валик 1 перекочується по також одночасно переміщуваному шару тіста у формі листової смуги тіста. Ріжучі елементи 5, які проникають у шар тіста у цьому разі вирізають потрібні шматки тіста, тобто, кренделі, у разі ріжучого валика 1. Одночасне переміщення смуги тіста з перекочуванням ріжучого валика 1 відбувається таким чином, що зберігається різниця у швидкості між зовнішньою периферією ріжучого валика 1 та смугою тіста під час перекочування. Ріжучий валик 1 у цьому разі може обертатися дещо швидше або дещо повільніше, ніж переміщується смуга тіста. Це забезпечує, у зв'язку з варіантом втілення ріжучих отворів 6, які здійснюють підрізання принаймні певних частин, безпосереднє точне входження під час взаємодії ріжучих отворів 6 зі смугою тіста, таким чином, щоб забезпечувалося надійне прилипання відповідних щойно відрізаного шматка відходів тіста 7 у ріжучому отворі 6. 3 UA 101625 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Шматки відходів тіста 7 під час різання проникають через ріжучі елементи 5 у ріжучі отвори 6 ріжучих елементів 5. З кожним обертом ріжучого валика 1 ще один шар шматків відходів тіста 7 проникає у ріжучі отвори 6 ріжучих елементів 5. Це відбувається доти, доки найбільш наближені до середини шматки відходів тіста 7 відносно подовжньої осі 8 не пройдуть через ріжучі отвори 7 по їх повній висоті. Ці найбільш наближені до середини шматки відходів тіста 7 після цього проникають в отвори 4, які є пов'язаними з ріжучими отворами 6, у стінці кожуха 3 основного корпусу валика 2. Оскільки внутрішня ширина отворів 4 є більшою за внутрішню ширину відповідних ріжучих отворів 6, ці найбільш наближені до середини шматки відходів тіста 7 після цього падають під дією сили тяжіння крізь отвори 4 всередину 9 основного корпусу валика 2. Шматки відходів тіста 7 після цього збираються шнековим конвеєром 13, який обертається привідним механізмом 16, і переміщуються у напрямку вивантажувального отвору 10. Коли шматки відходів тіста 7 досягають вивантажувального отвору 10, вони падають під дією сили тяжіння у підготовлений збиральний кошик або на стрічку для переміщення тіста, яка спеціально не показується, для подачі шматків відходів тіста 7 для подальшого використання, зокрема, приготування тіста та нового розкатування. Переміщувальний привідний механізм 16 є сконфігурованим як привід, який залежить від приводу обертання 24 основного корпусу валика 2. Швидкість переміщення шнекового конвеєра 13, таким чином, може бути задана незалежно від швидкості кочення ріжучого валика 1. Оптимальна швидкість обертання шнекового конвеєра 13 для переміщення шматків відходів тіста 7 залежить з одного боку від швидкості кочення ріжучого валика 1, а з іншого боку також від інших параметрів, наприклад, співвідношення d/A, матеріалів стінки кожуха 3 та шнекового конвеєра 13 та відстані окружної стінки 14 від внутрішньої стінки 15. Швидкість переміщення шнекового конвеєра 13 може бути відповідним чином точно задана за допомогою переміщувального привідного механізму 16, який є незалежним від приводу обертання 24. Відразу після закінчення операції різання шматки відходів 7, які залишились у ріжучих елементах 5, можуть видуватися за допомогою стиснутого повітря. Ще один, альтернативний варіант втілення ріжучого валика 1, який може застосовуватись у системі для обробки тіста, описується нижче з посиланням на Фігури 5 та 6. Компоненти, що відповідають тим, які вже було описано вище з посиланням на Фігури з 1 по 4, мають такі самі номери і детально не обговорюються. На відміну від варіанта втілення згідно з Фігурами з 1 по 4, отвори 4 у стінці кожуха 3 основного корпусу валика 2 у варіанті втілення згідно з Фігурами 5 та 6 не є сконфігурованими як трикомпонентні отвори, розділені перемичками, а як суцільні отвори, які у кожному з випадків відповідають зовнішньому контурові кренделя. Внутрішня ширина отворів 4 у варіанті втілення згідно з Фігурами 5 та 6, як було у варіанті втілення згідно з Фігурами з 1 по 4, є більшою за внутрішню ширину ріжучих отворів 6 у ріжучих елементах 5, як можна визначити з показаного поперечного розрізу згідно з Фіг. 6 у нижній ділянці. У варіанті втілення згідно з Фіг. 5 та 6 основний корпус валика 2 є сконфігурованим як тонкостінний порожній циліндр. Співвідношення d/A товщини стінок порожнього циліндра d основного корпусу валика 2 у варіанті втілення згідно з Фігурами 5 та 6 і зовнішнього діаметра A цього основного корпусу валика 2 становить 0,06, тобто, менше за 0,1. Під час операції різання з застосуванням системи для обробки тіста за допомогою ріжучого валика 1 згідно з Фігурами 5 та 6 шматки відходів тіста 7, складені у стіс після кількаразового обертання основного корпусу валика 2 з ріжучими елементами 5 на смузі тіста у ріжучих отворах 6 та отворах 4, які їх продовжують в основному корпусі валика 2, знімаються зі шнекового конвеєра 13, який переміщується всередину 9 основного корпусу валика 2. Це в оптимальному варіанті відбувається тоді, коли стіс шматків відходів тіста 7 у напрямку до зовнішньої сторони основного корпусу валика 2 утримується основою, по якій переміщується смуга тіста, іншими словами, шматки відходів тіста 7 не може переміщуватися назовні. Через відсутність проміжних перемичок в отворах 4 у стінці кожуха 3 основного корпусу валика 2 у варіанті втілення згідно з Фігурами 5 та 6 і завдяки збільшеній внутрішній ширині цих отворів 4 порівняно з ріжучими отворами 6, забезпечується можливість вільного розширення шматків відходів тіста 7 до певної міри на їхньому шляху до внутрішньої частини 9 основного корпусу валика 2. З одного боку, це забезпечує безперервне переміщення шматків відходів тіста 7 ззовні всередину і, з іншого боку, запобігає небажаному повертанню шматків відходів тіста 7 зсередини назовні. 60 4 UA 101625 C2 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 5 10 15 20 25 1. Ріжучий валик (1) для вирізання шматків тіста з шару тіста, що включає порожнистий циліндричний корпус (2), у стінці (3) якого виконані отвори (4), що відповідають формі шматків тіста, які підлягають вирізанню, та вивантажувальний пристрій (12) для вивантаження відходів (7) вирізаного тіста з внутрішньої частини (9) циліндричного корпусу (2), крізь принаймні один вивантажувальний отвір (10) на принаймні одному фронтальному кінці (11) циліндричного корпусу валика (2) у напрямку назовні, який відрізняється тим, що вивантажувальний пристрій (12) включає механізм (13) просування, що приводиться в дію механізмом (16) приводу просування для просування відходів (7) вирізаного тіста з внутрішньої частини (9) циліндричного корпусу (2) у напрямку вивантажувального отвору (10), причому механізм (16) приводу просування виконаний як привід, який є незалежним від приводу (24) обертання циліндричного корпусу (2), причому механізм просування являє собою шнек з віссю обертання (18), яка проходить співвісно циліндричному корпусу (2), та стінка (14) зовнішнього краю шнека знаходиться на відстані від 0,1 мм до 5 мм від внутрішньої стінки (15) циліндричного корпусу (2). 2. Ріжучий валик за п. 1, який відрізняється тим, що має множину ріжучих елементів (5), виконаних з пластичного матеріалу, які закріплені на зовнішній поверхні циліндричного корпусу (2), зіставно з її отворами (4) у стінці (3) корпусу, та сформовані відповідно до форми шматків тіста, які підлягають вирізанню. 3. Ріжучий валик за п. 2, який відрізняється тим, що ріжучі елементи (5) мають ріжучі отвори (6), які мають меншу внутрішню ширину, ніж зіставні з ними отвори (4) у стінці (3) циліндричного корпусу (2). 4. Ріжучий валик за п. 2, який відрізняється тим, що ріжучі елементи (5) мають висоту (Н) над стінкою (3) корпусу, яка кратна значенню товщини (S) шару тіста, що підлягає вирізанню. 5. Ріжучий валик за п. 1, який відрізняється тим, що співвідношення d/A, товщини d стінок порожнистого циліндричного корпусу (2) та зовнішнього діаметра А циліндричного корпусу (2), є меншим за 0,3, зокрема меншим за 0,1. 6. Система для переробки тіста, що включає ріжучий валик (1) відповідно за будь-яким з пп. 1-5. 5 UA 101625 C2 6 UA 101625 C2 7 UA 101625 C2 5 Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 8