Verfahren und.Haschine zum Zerkleinern von Stoffen. Die Erfindung betrifft ein .Verfahren und eine Maschine zum Zerkleinern von Stof fen, wie zum Beispiel zum Zerkleinern von Fleisch für die Herstellung von Würsten, zum Zerkleinern von Vegetabilien und an derer ähnlichen Substanzen, unter gleichzei tiger Durcheinandermischung der Teilstücke.
Gemäss dem vorliegenden Verfahren wer den die zu zerkleinernden Stoffe durch Ro- tierenlassen um eine, zweckmässig wagrechta Axe der Wirkung der Fliehkraft zum Zwecke der Bildung einer umlaufenden Material schicht ausgesetzt. Diese wird bei ihrem Um lauf durch Einschneiden zerteilt, aber nicht ganz durchschnitten, wobei die so erhaltenen Teilstücke für eine erneute Zerkleinerung durchmischt werden.
Die Maschine zur Ausführung dieses, Ver fahrens besitzt einen zur Aufnahme der Stoffe dienenden Behälter in Form einer Trommel, die um eine wagrechte Achse so zu drehen ist, dass die Stoffe durch die Wir- kuDg der Fliehkraft an den Trommelmantel angedrückt werden, und eine Gruppe umlau- Fender Schneidorgane, die innerhalb des Man tels der Trommel angeordnet sind und mit ihrem Schneidteil bis nahe an die Innenseite des Trommelmantels heranreichen.
Die beiliegende Zeichnung veranschaulicht ein. Ausführungsbeispiel dieser Maschine nebst einer Detailvariante.
Fig. 1 und 2 sind Stirnansichten dessel ben, von dem einen bezw. andern Trommel ende aus gesehen; Fig. 8 ist eine Seitenansicht hierzu; Fig. 4 ist ein senkrechter Schnitt nach Linie 4-4 von Fig. 1; Fig. 5 und 6 .veranschaulichen im Schnitt und in Ansicht eine Mischvorrichtung; Fig. 7 ist ein wagrechter Schnitt nach Linie 7-7 von Fig. 8 und veranschaulicht Mittel zur Betätigung der Messerscheiben;
Fig. 8 ist ein senkrechter Schnitt hierzu nach Linie 8-8 von Fig. 7; Fig. 9 ist ein Schnitt in grösserem Mass stabe nach Linie 9-9 von Fig. 1 und stellt unter anderem die eine von zwei Stützwellen für die Trommel dar; Fig. 10 zeigt in einem ähnlichen Schnitt nach Linie 10-10 von Fig. 1 die andere Trommelstützwelle; Fig. 11 und 12 veranschaulichen in zwei Ansichten eine Abdeck- und Schutzvorrich tung für die Messerscheiben;
Fig. 13 ist ein Teilschnitt einer Trommel mit innerem Futter.
Zur beispielsweisen Ausführung des Ver fahrens werden die Stoffe zunächst in einen Behälter in Form einer Trommel einge bracht, die um eine wagrechte Axe in Um drehung versetzt wird und in welcher die Stoffe beim Ümlauf der Trommel .durch die Wirkung der Fliehkraft an den innern Umfang der Trommel angedrückt wer den, um dort eine Materialschicht zu bil den, die im Umlauf um die Trommel- axe mitgenommen wird.
Wenn diese Mate rialschicht mit der Trommel umläuft, be gegnet sie einer Gruppe von drehbaren Schneidorganen, die innerhalb des Trommel mantels angeordnet sind und mit ihrer Schneide nur wenig von dem innern Umfang der Trommel abstehen, so dass sie die Mate rialschicht an der Innenseite des Trommel mantels durch Einschneiden bis auf eine be stimmte Tiefe zerteilen, sie aber nicht ganz durchschneiden.
Die Materialschicht gelangt so etwa. einmal pro Trommelumdrehung in den Bereich der Schneidorga.ne, und die Fein heit der Zerkleinerung hängt teils von der Umlaufgeschwindigkeit der Trommel, teils von der Anzahl und der gegenseitigen Stel-. lang der Schneidorgane ab.
Wenn die Schneidorgane fast bis an den innern Umfang der Trommel heranreichen und mit einer grössern Umfangsgeschwindig keit als die Trommel in Umdrehung versetzt, sowie während ihrer Drehung zugleich quer zur Umlaufebene der Trommel bezw. parallel zur Trommelaxe verschoben werden, so er- liält man gleichzeitig ein Mischen und Durchrühren der beim Schneiden entstehen den Teilstücke.
Handelt es sich um Fleisch, so findet dieses Durchmischen derart durch greifend statt, dass sozusagen alles Fleisch am Umfang der Trommel gleichmässig zer schnitten wird, obschon die Schneidorgane nicht mit dem innern Trommelumfang in Berührung kommen. Für viele Stoffe kann dieses Durchmischen von seiten der Schneid organe hinreichend sein; aber in andern Fäl len kann ein intensiveres oder zusätzliches Durchmischen mittelst einer besonderen Mischvorrichtung von Nutzen sein. Nach dem Zerteilen und Durchmischen des Stoffes wird das Schneidgut aus dem Behälter ab geführt.
Für das gute und gleichmässige Zerteilen des Stoffes ist die Einhaltung des richtigen Abstandes der Schneidkanten der Schneid orga.ne vom innern Trommelumfang von grösstem Vorteil. Dieser Abstand sollte nicht weniger als 0,8 mm und nicht mehr als 6 mm betragen; für die meisten Stoffe eignet sich ein Abstand von 1,5 mm, der als der gün stigste bezeichnet werden mag.
Die gezeichnete Maschine zur Ausführung des Verfahren: besitzt einen Behälter in Form einer horizontalachsigen umlaufenden Trom mel 1, in welche der zu zerschneidende Stoff eingebracht wird.
Im Innern dieser Trommel sind die Sclineidorgane 2 (Fig. 4) angeordnet, die zum Trommelumfang derart verstellbar sind, dass sie sich der Trommelinnenseite ja auf den gewünschten Abstand nähern lassen oder ganz ausser Berührung mit dem zu zer kleinernden Stoff gebracht werden können; bei jener Annälierttng der Schneidorgane \? hat man aber immer darauf zu achten, dass ihre Schneidkanten nicht mit dem Trommel umfang in Berührung kommen.
Die Trommel 1 hat an den Enden eingezo gene Flanselien , die bei 5 zur Bildung einer ringförmigen Finne nach aussen umgebogen sind. Der Trommelkörper selbst besteht aus zwei in einer Querebene zusammenstossenden Hälften, die durch Flanschen und Verbin dungsschrauben 6 untereinander verbunden sind; er könnte aber auch aus einem einzigen Stück bestehen. Auf der Aussenseite besitzt er zwei R.ing,sehienen 7, die bei 7a keilförmig profiliert sind (Fig. 9 und 10) und in ent sprechende Nuten von Nutenrollen 8 passen, welch letztere auf zwei zur Trommelachse parallelen Stützwellen 9. 10 sitzen.
Diese \tütz @ellen sind im Gestell der Maschine drehbar. Letzteres bildet ein Gehäuse 11 für die Trommel, dessen Seitenwangen 12 in die oben erwähnten Ringrinnen- der Trommel eingreifen. Das Gehäuse 11 ist nach einer wagrechten Ebene geteilt, und sein oberer Teil, der am untern mittelst Schrauben 14 befestigt ist, ist nach Lösen derselben abheb- bar. Die beiden Stützwellen 9, 10 bildQn die einzigen Stützen für die umlaufende Trom mel 1.
Mit Rücksicht auf etwaige Unge nauigkeiten in der Form der Ringschienen 7 können die Nutenrollen 8 auf der Welle 10 innerhalb gewisser Grenzen mittelst Keil führung verschiebbar gelagert sein; auf der Welle 9 sind die Nutenrollen fest.
Der Antrieb der Trommel 1 erfolgt mit- telst eines kleinen Elektromotors 17, der am untern Teil des Gehäuses 11 in einer Ver schalung 16 angeordnet ist und mittelst Rie men- oder Kettentriebes ein auf der Stütz welle 9 befestigtes Rad 19 (Fix. 10) an treibt. Von der Stützwelle 9 wird die An triebsbewegung über die entsprechenden Nutenrollen 8 auf die Trommel 1 übertragen,. die so auf den Nutenrollen abrollt.
Die Schneidorgane bestehen in umlaufen den Messerscheiben 32, die auf einer zur Trommelare parallelen Welle 2,0 angeordnet sind: Diese Welle tritt mit ihren Enden aus der Trommel 1 heraus und ist dort in Lagern 20a gelagert, die von Armen 21, 22 getra gen werden. Der Arm 21 ist auf einem Ende der Stützwelle 9 drehbar, während der Arm 22 hohl ausgeführt und mittelst eines Dreh zapfenstückes 23 in einer Öffnung des Ge häuses 11 (Fix. 7), das Lager 24 am andern Ende der Stützwelle 9 umgreifend, drehbar ist. An ihren freien Enden werden die Arme 21, 22 von in ihrer wirksamen Länge regel baren Lenkstangen 25 gestützt, welche an Kurbeln 27a aasgelenkt sind, die auf einer untern Horizontalwelle 28 befestigt sind (Fix. 3 und 4).
Auf der Welle 28 ist eine Kurbel 7 befestigt, die durch eine Lenkstange 26 über ein Hebelgestänge mit einem ausserhalb des Gehäuses 11 angeordneten Handhebel<B>30</B> verbunden ist (Fix. 1 und 2). Durch Be tätigen desselben kann die Welle 20 mit den Messerscheiben vom Trommelmantel ent fernt (einwärts bewegt) bezw. ihm genähert (auswärts bewegt) werden. Einstellbare An schläge 31, auf welche die Arme 21, 22 bei der Auswärtsbewegung der Messerscheiben aufzusitzen kommen, bestimmen den Ab stand, auf welchen die Messerscheiben zur in- nern Umfangswand der Trommel eingestellt werden.
Die Messerscheiben 32 sind mit einer zentralen Öffnung versehen und zwischen Distanzringen 34, die mittelst einer Keilfüh rung auf der Welle 20 gelagert sind, durch aufgeschraubte Muttern 35 derart festge klemmt, dass sie normalerweise infolge der Reibung an den Distanzringen 34 an der Drehbewegung der Welle 20 teilnehmen, für den Fall aber, dass sie auf ein Hindernis stossen sollten, in ihrer Drehbewegung an halten können.
Statt der Messerscheiben liessen sich auch gezahnte Scheiben oder eine Walze mit Mes sern, Zähnen oder andern Schneidorganen anwenden.
Die Messerscheibenwelle 20 wird durch ein im hohlen Lagerarm 22 eingekaspeltes Zahnradgetriebe in Umdrehung versetzt. Dasselbe besitzt ein Kegelrad 35a, das an einem Ende der Stütz- und Antriebswelle 9 der Trommel festsitzt und mit einem Kegel rad 36 kämmt, das auf einer Hilfswelle 37 sitzt. Letztere erstreckt sich im hohlen Lagerarm 22 in dessen Längsrichtung und trägt anderends ein Kegelrad 38, das mit einem Kegelrad 39 auf der Welle 20 in Eingriff ist.
Das Kegelrad _ 39 ist mit der Welle 20 durch eine nachher noch zu beschreibende Keilführung derart ver bunden, dass es die Welle 20 im Drehsinne mitnimmt, dagegen eine axiale Verschiebung derselben gestattet (Fix. 7).
Es ist schon angedeutet worden, dass es zweckmässig ist, den Schneidorganen, ausser ihrer Drehbewegung, noch eine Translations- bewegung zu erteilen. Zu diesem Zwecke er- hält die Welle 20 ausser ihrer Drehbewe gung noch eine Schubbewegung in Richtung ihrer Längsachse bezw. senkrecht zur Um laufebene der Trommel. Die Stützwelle 9 treibt zu diesem Zwecke mittelst einer Schnecke 41 ein Schneckenrad 40, das mit einem Exzenterzapfen 42 versehen ist, auf dem eine Rolle 43 sitzt, die in einer End- gabel 44 eines Hebels 45 liegt.
Letzterer ist auf einem Zapfen 46 schwingbar, der sich in das eine oder andere von mehreren Löchern 46a in der Wandung des Hohlarmes 22 ein schrauben lässt. Das andere Ende des Hebels 45 trägt eine Rolle 47, die sich zwischen zwei Bunden 48 am betreffenden Ende der Mes- serscheibenwelle 20 befindet. Das treibende Zahnrad 39 ist mit dieser Welle durch Stifte 39a verbunden, die mittelst Mitnehmer- schuhen 39u in Längsnuten der Welle 20 eingreifen und eine Längsverschiebung der Welle 20 während ihrer Umdrehung unter dem Einfluss des Hebels 45 zulassen.
Die Welle 9 versetzt bei ihrer Umdrehung mit telst des Exzenterzapfens 42 den Hebel 45 in schwingende Bewegung, die in einer Hin und Herschiebung der Messerscheibenwelle zum Ausdruck kommt.
In Fig. 1, 2, 11 und 12 ist für die Mes serscheiben eine Schutzvorrichtung 49, 50 vorgesehen, welche verhindern soll, dass die 11esserscheiben bei ihrer Umdrehung von dem in Behandlung begriffenen Stoff aus der Trommel herausschleudern. Diese Vor richtung besteht aus zwei Kapselteilen 49, 50. Der Kapselteil 49 hat Endwangen 49a, < I9b (Fig. 11 und 12), die an emporragenden Fortsätzen der Arme 21, 22 befestigt sind und zum Übergreifen über die äussern Lager der Messerscheibenwelle ausgenommen sind.
Zwischen den Endwangen 49a, 49u erstreckt sich ein Wölbblech 490- zum Überdecken der :Messerscheiben. Die Endwange 49a ist nach <B>.</B> au swäxts ausaebogen C und dient als Fänger t3 für etwa beim Mischvorgang aus der Trom mel herausgedrängtem Stoff, um denselben wieder in die Trommel zurückzuführen.
Die Endwange 49u ist ähnlich gestaltet. Der Kapselteil 50 hat ebenfalls Endwangen dies- lind jenseits eines schützenden Wölbbleches 51 und wird in ähnlicher Weise von den Armen 21, 22 getragen. Die Kapselteile 49, 50 ergänzen sich hinsichtlich der Über deckung der Messerscheiben.
Am Oberteil 13 des Trommelgehäuses 10 ist ein Ablauftrichter 52 für den zerkleiner ten Stoff aufgehängt. Ferner ist dort auf einer Welle 54 ein Abstreicher 5 3 angeord net. Die Welle 54 ist im Gehäuseoberteil 13 drehbar gelagert und trägt aussen einen Handgriff 55, mittelst dessen der Abstrei cher 53 an die Innenwand der Trommel 1. herangeführt werden kann, um den zerklei nerten Stoff abzustreichen und in den Ab lauftrichter 52 herabfallen zu lassen.
Bei grösseren Maschinen kann es vorteil haft sein, den Ablauftrichter 52 derartanzu- ordnen, dass er sich aus der Trommel 1 her ausbewegen lässt, um besseren Zutritt zum Trommelinnern zu erhalten.
. Es ist oben gesagt worden, dass durch die gleichzeitige axiale Verschiebung der Mes- serscheibenwelle während der Umdrehung derselben ein Durchmischen der zerteilten Masse erfolgt. Indessen ist es, wie auch be reits angedeutet, für gewisse Fälle vorteil haft, dieses Durchmischen mittelst einer be sonderen Mischvorrichtung gründlicher zu gestalten. Diese Mischvorrichtung ist in Fig. 1, 2, 5 und 6 dargestellt, -wo im Ober teil 13 des Trommelgehäuses eine Welle 56 drehbar gelagert. ist.
die einen Mischrahmen 57 trägt, dessen Längsteil 58 mit der innern Umfangswand der Trommel in Eingriff ge- bracht werden kann und mit Rührlöffeln 58L versehen ist. Auf der Welle 56 ist eine Wanne 59 befestigt, welche die von den Iiülirlöffeln aufgerührte Masse aufzunehmen und sie wieder gegen den innern Umfang der Trommel zu leiten hat. Der Mischrahmen 57 kann mittelst eines auf der Welle 56 ange brachten Handgriffes 60 bewegt werden; es genügt, den Mischrahmen nur von Zeit zu Zeit zu bewegen.
Für den Gebrauch der Maschine wird der zu zerkleinernde Stoff in die umlaufende Trommel 1 eingebracht, während die eben- falls umlaufenden Messerscheiben von der Trommelwand entfernt sind; erst nachdem die Trommel beschickt ist, werden die Meäserseheiben auf den dem gewünschten Schnitt erforderlichen Abstand eingestellt. Die durch die Fliehkraft an die Innenwand der Trommel angepresste Ware wird dann mehrere Male unter den Messerscheiben durchgeführt, welche sie, ohne sie zwar ganz zu durchschneiden, entsprechend der Grösse ihres Abstandes von der Trommelwand zer teilt und in der zerteilten Partie durch die Schubbewegung der Messer durchmischt.
Will man die Mischung vervollständigen, so löst man die zerteilte Partie mittelst des Mischrahmens 57 ab, um sie wieder dem in- nern Trommelumfang zuleiten zu lassen. Nach der Behandlung der Ware wird sie durch den Abstreicher 53 in den Ablauf trichter 52 abgeleitet. Natürlich kann die zu zerkleinernde Ware aus mehreren Stoffen, zum Beispiel aus Fleisch und Würze oder andern Ingredienzien bestehen.
Es ist angezeigt, ein gewisses Verhältnis zwischen der Umfangsgeschwindigkeit der Trommel 1 und derjenigen der Messerscheiben aufrechtzuhalten. Bei grösseren Maschinen wird man das Verhältnis der Umfangsge schwindigkeiten der Messerscheiben und der Trommel mit 2 bis 3 zu 1 annehmen; bei kleineren Maschinen kann man in diesem Verhältnis bis 30 : 1 oder höher gehen.
In folge der raschen Umdrehung der Messer scheiben wird die Ware mit verhältnismässig geringer Geschwindigkeit den Messerscheiben entgegengeführt und die Messerscheiben drin gen in ziehendem Schnitt in die Ware ein, was das Zerschneiden der Ware mit geringe rem Kraftaufwand und ohne Zerdrücken oder Ausquetschen der Ware herbeizuführen gestattet und auch ein Erhitzen der Ware weniger befürchten lässt.
Durch die schie bende Bewegung der Messerscheiben erfolgt ein besseres Abtrennen und Vermischen der zerteilten Partie der Ware, das zwar auch ohnehin schon eintritt, namentlich wenn diese Schubbewegung, wie hier angenommen ist, sich über eine solche Strecke erstreckt, dass die Messerscheiben 32 in die in Fig. 4 punktiert angegebene Stellung 33 und wieder zurück gelangen. Bei gewissen Waren, wie zum Beispiel Fleisch, hat diese Schubbewe gung der Messerscheiben gewissermassen ein Aufrollen der zerteilten Partien zur Folge, um sie dann beim nächsten Durchgang unter den Messerscheiben vollends zu zerschneiden.
Hierbei halten die Flanschen 3 der Trommel die Ware- an den Trommelenden zurück.
Bei gewissen Waren, die auf die Trom mel, wenn sie aus Metall besteht, eine Kor rosionswirkung ausüben könnten, wenn die Waren etwa zum Beispiel mit Essig oder Salz angesetzt sind, ist es zu empfehlen, die Innenwand der Trommel m_ it einem schützen den Futter auszukleiden.
Ein solches Futter wird man nicht aus vielen Teilstücken, etwa aus vielen Holzsegmenten herstellen, weil dann die Gefahr besteht, dass die korrodie renden Flüssigkeiten durch die Fugen zwi schen diesen Segmenten hindurchdringen und die Trommelwand angreifen oder gar zur Bildung hygienisch gefährlicher Zersetzungs produkte Anlass geben könnten; bei der Ver wendung von Holz für dieses Futter würde sich noch der Übelstand hinzugesellen, dass das Holz aufschwellen und die Innehaltung des gewünschten Schnittabstandes beein trächtigen könnte.
Es ist aus allen diesen Gründen zweckmässig, die innere Umfangs wand der Trommel 1 ganz aus einem flüssig keitsundurchlässigen und korrosionsfesten Material, wie zum Beispiel Aluminium, Eisen, Monelmetall, Hartgummi usw. herzu stellen, oder sie wenigstens mit einem innern Futter aus solchem Material auszukleiden in welch letzterem Falle der Trommelman tel selbst dann aus irgend einem andern Ma terial bestehen könnte.
In Fig. 13 ist zum Beispiel eine Ausführung dargestellt, bei welcher das Trommelfutter 61 aus zwei Teil stücken aus Blech besteht, die an der Stoss stelle der Trommelhälften zwischen deren Stosskanten in dichtem gegenseitigem Schlusse eingeklemmt sind und zweckmässig so zu verlegen sind, dass sie am innern Trommelum fang überall dicht anliegen, wobei gegebe- nenfalls die Stossfuge zwischen den Futter teilen gegen das Hineinsickern von Flüssig keit besonders abzudichten ist.
Bei kleineren Maschinen kann man statt des Antriebes durch einen Elektromotor Hand antrieb vorsehen. Vorteilhaft wird man darauf Bedacht nehmen müssen, dass man zum Zwecke der Reinigung bequem in das Innere der Trommel hinein und zu den Messerschei ben hinzu gelangen kann. Meist genügt in dessen die Anwendung einer Reinigungs flüssigkeit zum Bespülen der Trommel und der Messerscheiben, während diese Organe in Umdrehung versetzt werden.