专利名称：切割和成型一个球形体的设备的制作方法
技术领域：
本发明是关于一种切割和成形一球形体的设备。它特别适用于成形一种由面皮和充填料构成的大致为圆形的食品产品，而不会在产品的外皮上形成花形图案的问题，也不会产生使用粉末时烧结的粉末粘结在设备上的问题以及充填料从面皮中露出的问题。
通过连续地输入双层物料切割和成形一种小圆面包形的包裹食品的各种方法业已公知，例如美国专利№.4，734，024中所公开的。举例来说，它所公开的一种成形圆形体(由一面皮和一种充填物构成)的设备包括一个组件，该组件由一组圆周方向分布的组合在一起成形球形体的件构成。各个所述件带有至少两个滑动表面，它们这样组合在一起即一个所述件的滑动表面可在另一件的滑动表面上滑动，通过滑动在组件的中心形成一个可打开和关闭的开口，该开口由件的滑动表面向内的部分构成的壁所限定，并且当开口充分打开时开口的横断面积足以使一下降的圆柱状体通过。
虽然在防止一个所述件刺入圆柱状体而使其外皮破裂方面，通过现有技术的可滑动件的组件成形球形体是有效的，但它仍有某些缺点。由于组件的结构条件，可滑动件的数量限制在至多约六个，所以只能生产多边形状的产品。所以，这些多边形状的产品的外观远不如手工成形的球形产品的外观。
尽管切割和成形球形产品而不暴露它们的充填物是可能的，但由于可滑动件及其组件中的机械和尺寸缺陷，当切割一条形面团时在外皮上就会形成花形图案。如果所生产的产品必须具有均匀和光滑的外皮，就要通过手工或其它装置修整。此外，传统的设备也不能用于生产需要粉末的产品。这是因为当一条形面团被传统设备处理时如果带有粉末，可滑动件之间的摩擦力就会使粉末烧结，并粘在组件的刀刃上，从而中断工作。
所以，本发明的目的就是提供一种切割和成形球形产品的改进设备。
本发明的另一目的是提供一种切割和成形球形产品的改进设备，其中采用了由一组可旋转的多边形件构成的新的活门机构或挡板组件机构。
本发明的还一个目的是提供一种切割和成形球形产品的改进设备，由于采用了新的和特别设计的多边形件，所以消除了产品外皮上的花形图案。
本发明的还一个目的是提供一种切割和成形球形产品的改进设备，由于采用了新的特别设计的多边形件及驱动机构，所以在切割过程中当施用粉末时不会因粉末烧结和粘结在刀刃上而妨碍工作。
根据这些和其它目的，本发明提供了一种切割和成形球形物料的改进设备，包括一个由多个相同形状的多边形件组成的组件，多边形件可转动地安装在等距分布在一个圆周上的转轴上，从而共同地并径向地在该圆周的中心形成一个通过圆柱状物料的开口，并关闭该开口以切割和成形一球形产品。
每个多边形件具有一个包括第一和第二弯曲侧边的刀刃17，在与转轴相对的尖端处第一侧边和第二侧边相互对接。第一弯曲侧边包括一个这样形成的凸起表面，当多边形件朝圆周的中心摆动以封闭通过开口的物料时，它面对物料;第二弯曲侧边包括一个与凸起表面互补的凹入表面。多边形件相互之间的关系是每个多边形件的尖端沿相邻多边形件的刀刃的第一弯曲侧边的凸起表面移动，并当所有多边形件的尖端集中在圆周的圆心上从而关闭开口时，每个多边形件的凸起表面在接近尖端的一个区域与相邻多边形件的凹入表面啮合。
在一个最佳实施例中，每个第一和第二弯曲侧边Y1和Y2形成一个圆的圆弧，其半径等于相邻转轴之间的距离a′。当一个多边形件的尖端位于圆周的圆心时，第一弯曲侧边Y1的圆弧圆心此时位于自多边形件的转轴起等于圆周半径的距离和自圆周的中心起等于距离a′的距离上。第二弯曲侧边Y2的圆弧圆心此时位于自沿Y1到Y2的方向的下一个多边形件的转轴起等于圆周半径的距离和自圆周的圆心起等于距离a′的距离上。
在其它最佳实施例中，刀刃的第一弯曲侧边具有一弧形横断面或梯形横断面。
在其它最佳实施例中，刀刃的第一弯曲侧边除了接近尖端的区域外具有均匀的厚度，在尖端附近厚度朝尖端减小。
在其它最佳实施例中，刀刃的第一弯曲侧边的厚度朝着尖端以不均匀的比率减小。
在其它最佳实施例中，刀刃的第一弯曲侧边的厚度朝着尖端减小，尖端具有一预定的厚度。
下面参照附图，详细描述本发明的实施例，其中
图1是一多边形件的组件的简视图，用于形成一个开口以切割通过它的一块物料。其中仅示出了一个多边形件。
图2是一示意性平面视图，示出了当开口形成时的组装后的多边形件。
图3是一示意性平面视图，示出了当开口关闭时的组装后的多边形件。
图4是一机架的顶视图。
图5是机架横剖面的前视图。
图6是驱动多边形件的传动机构的顶视图。
图7是机架的局部横剖面的放大视图。
图8、9和10是物料和多边形件的示意性横剖视图，按步骤示出了切出一个球形体的过程和效果。
图11是相贴一对多边形件的横剖视图。
图12是一个实施例的一多边形件的侧视图和横剖视图。
图13是另一实施例的一多边形件的顶视图。
图14是又一实施例的一多边形件的侧视图。
图15示出了图14所示多边形件的横剖视图。
参照图1，其中示出了构成本发明活门机构的多边形件10的特征。
转轴B等距分布在一个环绕圆心A以R为半径的圆a上。每个转轴上可转动地安装有一个多边形件10。
每对相邻转轴B1和B2之间的距离由a′表示。
曲线Y1是一个圆的圆弧，该圆的半径等于距离a′，同时其圆心X1位于自转轴B1起等于半径R的距离和自圆心A起等于距离a′的距离上。
曲线Y1限定了多边形件的刀刃的第一侧边并构成了刀刃17的主要部分。第一侧边接触并切割一块物料。
第一侧边Y1在横剖面上有一个凸起表面E，如图12所示。
曲线Y2是一个圆的圆弧，该圆的半径等于距离a′，同时其圆心X2位于自转轴B2起等于半径R的距离和自圆心A起等于距离a′的距离上。
曲线Y2限定了多边形件的刀刃的第二侧边，并且其所处位置与第一侧Y1相对，在它们之间形成了刀刃17的尖端18。第二侧边Y2有一凹入的表面D，它与凸起表面E互补并与其啮合。相邻多边形件10的尖端18可沿第一侧边Y1的凸起表面移动，并且当开口关闭时第一侧边Y1的凸起表面与相邻多边形件10的刀刃17的第二侧边Y2的凹入表面贴合。
多边形件颈部的侧边11和12这样成形，即在各多边形件从图2到图3所示位置的转动期间，在任何相邻的多边形件之间不会存在干涉。一个孔15位于件10上远离尖端18的端部，并容纳转轴B1处的一根轴29。如图2和3所示，一个细长的盲孔14位于各件的颈部，并容纳一个销21。
参照图4-7，将解释驱动多边形件10的机构。这些多边形件10通过位于其上的孔15安装在位于机架23上的支轴29上。致动销21安装在一环形旋转板20上，旋转板20安装在机架23上并且可在机架23上可滑动地转动，致动销21与件10的细长孔14松配合。
驱动旋转板20的驱动销22从旋转板20的底部向下延伸，并被保持在导杆24的一端上的两个臂之间，导杆24与杆25连接。
杆25的一端与臂27的一端绞接，杆25的另一端则可转动地安装在一个从机架23向上延伸的销上。一个安装在臂27中部的凸轮从动件28与凸轮26上的一个槽啮合，凸轮26安装在机架上并可在其上转动，还与一个电机(未示出)连接。凸轮26由一根穿过机架左侧延伸的驱动轴34驱动。所以，当驱动轴34转动时，凸轮26使凸轮从动件28运动，凸轮从动件28使臂27和连杆25运动。杆25的运动使得导杆24致动驱动销22，从而转动旋转板20而使多边形件10转动。
机架被设计成可上、下运动。一根与驱动轴34相似的驱动轴34′对称地位于机架的右侧。每根驱动轴34和34′均带有一个凸轮31、31′。一个安装在从机架23延伸的臂32上的凸轮从动件33与周向分布在凸轮31和31′上的各个槽啮合。当凸轮31和31′转动时，由凸轮导向的凸轮从动件33就使机架上、下运动。
正如上面所解释的，由多边形件限定的开口通过凸轮26的转动而打开和关闭。该打开和关闭运动与机架的上、下运动同步。
由于这种可转动多边形件的结构(当转动时在任何相邻的多边形件之间不存在相互干涉)，减小了对安装在一构件上的轴29的数量的限制。其结果是通过在一个构件上安装大量的多边形件，即可获得基本上是一个圆球的产品。尽管本发明的实施例仅示出了一个组件中的十二个多边形件，很明显带更多的多边形件的组件可更有效地生产球形产品。
下面参照图8-15描述本发明设备的切割功能及效果。
图8、9和10示出了一连续的条状两层物料，包括包裹一充填物41的由面片构成的外皮40。连续的料条与多边形件的刀刃17接触，当它们的尖端18聚集在组件的中心时料条被最后切割。刀刃17的断面轮廓根据被切割物料的性质不同而不同。图8所示的刀刃具有不变的厚度T并在刀刃的所有部分具有相同的轮廓。第一和第二侧边的各断面表面在整个刀刃上形成一个圆弧。图9所示的刀刃的厚度朝尖端18非等角地减小(见图9C)。第一侧边与图8所示的刀刃一样在断面上是弧形的，但厚度从件的颈部到刀刃的中部急剧减小，然后到接近尖端18的一个点略有减小，其后厚度保持不变。图10示出了一个刀刃，其厚度朝尖端18(它有一预定的厚度T)等角地减小(见图10C)。
在图8A、8B和8C中，多边形件的刀刃与圆柱状双层条形面团的外皮40接触，并使外皮40朝面条的中心移动，同时刀刃的厚度T保持不变。当开口关闭时，所有带预定厚度的多边形件的尖端相互聚集在组件的中心。当所有的刀刃相互聚集在组件的中心上时(如图8C所示)移动的条形面团被挤压在刀刃的上、下部分之外，同时在分离的时候完全包裹了充填物41。当刀刃第一侧边(形成凸起表面并且无锐角)的上和下部分171和172朝中心运动时，一定数量的面皮朝中心运动从而使充填物沿箭头m所示的方向流动，并且由在所有方向上被挤压的条形面团形成的颈部的接触表面面积被减小，从而有可能完成切割而不会减小外皮40的厚度并且不会露出充填物。
图9和图10按步骤(从T1到T2然后到T3)示出了本发明另一实施例的刀刃的效果，其中在断面上面皮与刀刃接触部分的减小与开口面积的减小成比例。图9所示刀刃的形状对具有薄、软外皮的物料特别有效。即如果要被切割的物料具有这样一种外皮，在切割过程的最后阶段外皮就不能足够地扩展，这样就有可能露出充填物。为避免这一问题，在切割过程的最后阶段，外皮(它已大量地被推动到圆柱状双层条形面团的中心部分)慢慢地扩展，同时接触面积逐渐减小，从而稳定了面皮的扩展。
图10所示的刀刃形状可切割弹性较高的物料，而不会露出充填物。
采用传统的可滑动件会不可避免地在所生产出来的产品外皮上形成花形图案，图11示出了本发明多边形件消除这种花形图案的独特效果。
在上述切割过程中，各刀刃17的第一侧边Y1的凸起表面E与相邻多边形件10′的刀刃17的形成凹入表面D的第二侧边Y2啮合，凹入表面D与凸起表面E互补，从而在贴靠的相邻多边形件(在它们之间基本上没有缝隙)之间提供了贴靠表面19。
相邻多边形件(它们之间没有缝隙)的刀刃的紧密啮合的结果就是采用本发明的多边形件所生产的产品外皮上不会形成花形图案。
我们已经解释了本发明多边形件的实施例，其刀刃的第一侧边在它们的上、下部分171和172具有对称的角度减小率。然而如果我们使用这些刀刃，其带有上、下部分的第一侧边具有不同的角度减小率，如果必要就可在产品的上侧或下部调整产品的外皮厚度。
在图12的右侧示出了一个多边形件的侧视图，左侧则示出了分别沿侧视图的A-A和B-B线所取的剖视图A-A和B-B。横断面由凸起表面E和凹入表面D限定。
图13、14和15示出了本发明多边形件的另一实施例，其中示出了包括凸起和凹入表面的刀刃的顶视图，侧视图和剖视图。
此外，传统设备的活门机构常常受到粉末的妨碍，这是因为当粉末落在活门上时常常在活门的滑动表面处烧结和粘结。本发明的设备通过使多边形件的尖端刮去烧结的粉末从而防止了烧结的粉末粘在刀刃上，这样这种烧结和粘结的粉末就不可能妨碍多边形件。
正如以上所解释的，通过根据连续条形面团的不同性质提供各种形状的多边形件，本发明的设备可以生产基本上是球形的产品，这种产品完全由光滑的外皮覆盖而不会形成不平整的花形图案。
本发明提供了一种包括改进多边形件的设备，从而可连续地生产光滑形状的产品，而不会在使用粉末时因粉末在多边形件上烧结和粘结而妨碍设备的操作。
权利要求
1.一种切割和成形球形物料的设备，包括一个由多个相同形状的多边形件10组成的组件，多边形件10可转动地安装在等距分布于一个圆周a上的转轴B上，从而当各多边形件离开圆周的圆心转动时它们就在圆周a的圆心A共同地并径向地形成一个开口16，而当各多边形件朝圆周的圆心转动时它们关闭了所述开口，这样就切割和成形通过开口的物料，其中每个多边形件都有第一和第二弯曲侧边Y1和Y2，在与转轴B相对的尖端18处第一侧边Y1和第二侧边Y2相互对接，第一弯曲侧边Y1包括一个这样形成的凸起表面E，当多边形件朝圆周的圆心A摆动以封闭通过开口16的物料时，它面对物料，第二弯曲侧边Y2包括一个与凸起表面E互补的凹入表面D，多边形件相互之间的关系是每个多边形件的尖端18沿相邻多边形件的刀刃的第一弯曲侧边Y1的凸起表面E移动，并当所有多边形件的尖端18集中在圆周的圆心A上从而关闭开口16时，每个多边形件的凸起表面E在接近尖端18的一个区域与相邻多边形件的凹入表面D啮合。
2.根据权利要求1所述的设备，其中每个第一和第二弯曲侧边Y1和Y2形成一个圆的圆弧，其半径等于相邻多边形件的转轴B1和B2之间的距离a′，当一个多边形件的尖端18位于转轴圆周a的圆心A时，第一弯曲侧边Y1的圆弧圆心X1此时位于自多边形件的转轴B1起等于转轴圆周a的半径R的距离和自转轴圆周的圆心A起等于相邻转轴之间距离a′的距离上;第二弯曲侧边Y2的圆弧圆心X2此时位于自沿第一侧边Y1到第二侧边Y2的方向的下一个多边形件的转轴B2起等于转轴圆周a的半径R的距离和自转轴圆周的圆心A起等于相邻的转轴之间距离a′的距离上。
3.根据权利要求1或2所述的设备，其中刀刃的第一弯曲侧边Y1具有一弧形横断面。
4.根据权利要求1或2所述的设备，刀刃的第一弯曲侧边Y1具有一梯形横断面。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的设备，其中刀刃的第一弯曲侧边除了接近尖端18的区域外具有均匀的厚度，在尖端附近厚度朝尖端减小。
6.根据权利要求1、2、3或4所述的设备，其中刀刃的第一弯曲侧边Y1的厚度朝着尖端18以不均匀的比率减小。
7.根据权利要求1、2、3或4所述的设备，其中刀刃的第一弯曲侧边Y1的厚度朝着尖端18减小，尖端具有一预定的厚度。
全文摘要
一种切割和成型球形产品的设备，包括一组可转动的多边形件，用以在它们的中心形成和关闭一个开口，使物料通过开口并切割和成型物料。每个多边形件都有当开口关闭时相互贴靠的弯曲侧边。第一侧边有一凸起表面，第二侧边有一凹入表面。每个多边形件的尖端沿相邻多边形件的凸起表面移动，当开口关闭时凸起表面与凹入表面啮合，从而可生产外皮没有花形图案的球形产品，也不会因粉末在多边形件上烧结和粘结而造成设备的操作中断。
文档编号A23G3/20GK1056037SQ9110241
公开日1991年11月13日 申请日期1991年4月17日 优先权日1990年5月1日
发明者田代康宪, 小野口和良 申请人:雷恩自动机株式会社