被配置为在用于从可泵送的食物物料中模制食物产品的设备中使用的旋转模具滚筒系统的制作方法

1.本发明涉及旋转模具滚筒系统、食物加工系统以及用于在通过驱动单元使模具滚筒围绕纵向旋转轴线旋转时从可泵送的食物物料中制造模制食物产品的方法。


背景技术：

2.用于模制食物产品的旋转模具滚筒系统在本领域中是已知的。这种旋转模具滚筒系统作为示例在wo2005107481中描述并在图1中示出，该旋转模具滚筒系统包括物料供给构件103、模具滚筒101和轴104。模具滚筒101用于从一种或多种食物原始材料的可泵送食物物料中模制食物产品。此处所示的模具滚筒101在外侧上具有可渗透的模具管，该模具管具有限定模制食物产品的几何形状的多组模具腔102。
3.模具滚筒为具有圆形横截面的中空件107，以允许中空件107可滑动地附接到轴104，并附接到轴的安装侧105。安装侧连接到驱动单元106，该驱动单元106驱动滚筒沿着水平旋转轴线做旋转运动。
4.在准备用于食物加工的系统时，物料供给构件103从此处所示的打开位置移动到闭合位置，在该闭合位置，物料供给构件103与模具滚筒101的外表面接合，使得物料供给构件的可部分变形内侧(有时称为底板(shoe plate))部分地周向覆盖模具滚筒。随后，使用例如闭合盖(未示出)闭合轴的自由端部，该闭合盖以类似铰链的方式附接到物料供给构件103。在使用过程中，通过压力设备将高压施加在物料供给构件上，并因此施加在模具滚筒上。
5.为了确保模具滚筒能够旋转，在轴104的自由端部处设置了轴承构造。
6.在一个解决方案中，轴104在非驱动端部(自由端部)上具有中空圆柱形部分，通过将轴承构造放置在中空圆形部分的内侧上，轴承构造被结合到该中空圆柱形部分中，该轴承构造可称为轮毂。随后，使用支撑装置闭合轴的自由端部，其中，支撑装置具有静态销，该静态销具有外锥体，该静态销可以被拧入和拧出轮毂。当主轴旋转时，轴承使轮毂由静态销支撑。
7.另一个解决方案是在轴的非驱动侧使用顶部轴承构造。为了允许滚筒可滑动地附接到轴上，具有外周向布置的轴承构造的轴的总直径必须小于模具滚筒107的内径。在将模具滚筒滑动到轴104上之后，使用支撑装置闭合轴的自由端部，该支撑装置在其内侧具有圆柱形结构(或圆柱形结构的一部分)，该圆柱形结构至少周向围绕轴承构造，这允许滚筒旋转。
8.这两种轴承构造方案都适用于最大有效成型宽度为400mm至700mm范围内的模具滚筒。
9.考虑到这些模具滚筒的重量，以及使用过程中物料供给构件103施加在模具滚筒上的高压，这些轴承构造上的额定负载已接近它们的上限。例如，物料供给构件施加在700mm的滚筒上的力约为120kn。
10.如今，使用更大的滚筒——例如1000mm的滚筒——的需求增加，以提高食物加工的吞吐量。这意味着滚筒上来自物料供给构件的力将显著增加，例如从120kn增加到180kn(1000mm)。这些更高的力要求轴承具有更大的额定负载，这需要具有更大的直径的更大的轴承构造。
11.在用于长度范围为400mm至700mm的模具滚筒的当前解决方案中，由于轴承的构造不得超过模具滚筒的内径，因此用于应用具有适当额定负载的轴承的可用空间是有限的。


技术实现要素：

12.在上述背景下，本发明的实施例的目的是提供克服上述问题的模具滚筒系统的替代解决方案，该模具滚筒系统具有下述轴承构造：该轴承构造具有用于这种较大的模具滚筒——例如1000mm长的模具滚筒——的足够的额定负载。
13.总的来说，本发明优选地寻求单独地或以任何组合的方式减轻、缓解或消除现有技术的上述缺点中的一个或多个缺点。特别地，可以认为本发明实施例的目的是提供根据权利要求1的旋转模具滚筒系统，该旋转模具滚筒系统解决了上述问题或其他问题。
14.因此，轴承构造现在集成到支撑装置中而不是集成到轴的自由端部侧上的事实，在将成型滚筒安装到模具滚筒系统或从模具滚筒系统移除时，中空圆柱形模具滚筒不再需要在轴承构造上滑动。这意味着上述对轴承构造的直径的限制不再存在，并且当例如将滚筒大小扩展到具有1000mm的最大有效成型宽度的滚筒时，可以容易地选择具有足够额定负载的轴承构造。
15.在一个实施例中，轴是圆柱形轴，并且其中，中空模具滚筒的内表面是圆柱形的，该中空模具滚筒的内表面的直径大于或基本上等于圆柱形轴的外径。
16.在一实施例中，第一结构包括第一渐缩形结构，诸如第一锥体结构，并且其中，第二结构包括第二渐缩形结构，诸如第二锥体结构。在一实施例中，第一锥体结构和第二锥体结构是截锥结构。因此，确保了第一结构和第二结构之间的连接是平滑的且“无间隙的”，同时确保了轴的自由端部和支撑装置之间的最佳配合和稳定性。在一实施例中，第二渐缩形结构是中空渐缩形结构，但这也可以同样适用于相反情况，即第一渐缩形结构是中空的。
17.在一实施例中，旋转模具滚筒系统还包括物料供给构件装置，该物料供给构件装置具有可部分变形内侧(其可被称为“底板”)和外框架侧，物料供给构件装置可枢转地附接到框架结构并被配置成在打开位置和闭合位置之间移动，打开位置是当物料供给构件装置可滑动地附接到轴上时不与模具滚筒接触的位置，闭合位置是当可部分变形内侧沿模具滚筒在纵向上周向围绕模具滚筒并在模具滚筒上施加压力时的位置，即，物料供给构件装置能够沿循滚筒的外周界，其中，支撑装置附接到物料供给构件装置的外框架侧，并且其中，当物料供给构件装置处于闭合位置时，将支撑装置移动到闭合位置。当在生产模制食物产品中使用模具滚筒系统时，将物料供给构件移动到闭合位置以及随后将支撑装置移动到闭合位置的动作顺序有利于准备过程，在该闭合位置物料供给构件被闭合到例如框架结构，并且该动作顺序还确保了第一结构和支撑装置的第二结构之间的精确定位。
18.在一实施例中，支撑装置包括盖，并且其中，支撑装置的内侧是盖的内侧。在优选的实施例中，盖可枢转地安装到物料供给构件装置的外框架侧，并且其中，支撑装置的打开位置是盖处于打开位置的位置，并且其中，闭合位置是盖和物料供给构件装置处于闭合位
置的位置。作为示例，如果盖包括中空内锥体或中空截锥，并且盖被枢转远离轴的外锥体，则确保当打开(或闭合)物料供给构件时，内锥体、包括轴承构造、不会干扰轴的外锥体。在盖包括外锥体并且轴在轴的自由端部处包括内锥体的情况下，这当然可以反过来适用。
19.在一实施例中，第一结构可以是截头结构或锥体结构或截锥结构，该第一结构在第一结构中具有圆柱形开口，并且其中，支撑装置包括锁定机构，该锁定机构包括销结构，其中，圆柱形开口的内径与销结构的外径基本上相同。在实施例中，圆柱形开口的内侧具有与销结构的表面上的螺纹部分相对应的螺纹部分。销结构可以在打开位置和闭合位置之间移动，闭合位置是销结构穿入或拧入圆柱形开口的位置，从而导致支撑装置处于闭合位置。因此，提供了简单且安全的解决方案，用于将轴的第一渐缩形结构的端部与支撑装置的中空第二渐缩形结构(包括轴承)固定。
20.在一实施例中，第一结构，例如所述第一渐缩形结构或截锥结构，可从轴上移除，并且在另一个替代方案中，第一渐缩形结构被结合到轴中，例如使得第一渐缩形结构是轴的组成部分。
21.在一个实施例中，支撑装置包括衬套模具，并且其中，第二互补结构形成在衬套模具的内侧处并且限定中空互补结构，其中，轴承构造在衬套模具的外侧处集成到支撑装置中。在另一个实施例中，支撑装置包括圆柱形结构，该圆柱形结构具有限定第二互补结构的向外突出部分，其中，轴承构造在圆柱形结构的外侧处集成到支撑装置中。
22.本发明还涉及根据权利要求10所述的食物加工系统，该食物加工系统用于从可泵送的食物物料中模制食物产品。
23.因此，提供了能够利用更大的模具滚筒——例如1000mm的滚筒——的系统，因为现在将滚筒滑动到轴承构造上的限制不再是问题。
24.在一个实施例中，物料供给构件可以从限定零度位置的闭合位置移动到大约180度的位置。这有助于清洁物料供给构件。
25.本发明还涉及根据权利要求所述的利用食物加工系统从可泵送的食物物料中制造模制食物产品的方法。
26.总的来说，本发明的各个方面可以在本发明的范围内以任何可能的方式组合和联接。参照下文描述的实施例，本发明的这些和其他方面、特征和/或优点将变得显而易见并且被阐明。
附图说明
27.参照附图，将仅以示例的方式描述本发明的实施例，在附图中：
28.图1示出了现有技术的模具滚筒系统；
29.图2至图5示出了根据本发明的旋转模具滚筒系统的立体图；
30.图6和图7描绘了图5的简化放大侧视图；
31.图8示出了轴和截锥结构的一个实施例；
32.图9示出了另一个实施例，其中截锥结构可以从轴上移除，并且
33.图10和图11示出了关于图2至图5讨论的旋转模具滚筒系统，其中示出了物料供给构件装置已经旋转了180度，以便于清洁物料供给构件。
具体实施方式
34.图2至图5示出了根据本发明的旋转模具滚筒系统200的立体图，该旋转模具滚筒系统200被配置为在下述设备中使用：该设备用于在通过放置在壳体208内的驱动单元230使模具滚筒310围绕纵向旋转轴线旋转时，从可泵送的食物物料中模制食物产品。
35.图2示出了在没有模具滚筒的情况下的模具滚筒系统，该模具滚筒系统包括轴203，该轴203具有安装侧205和相反的自由端部204，该安装侧205连接到放置在壳体208内的驱动单元230。
36.该系统还包括物料供给构件装置220，该物料供给构件装置220在此处示出为相对于轴203处于打开位置，物料供给构件装置220具有外框架结构，该外框架结构包括长形的外框架侧204b和安装到外框架侧204b上的相反地布置的侧框架204a和204c、内可变形构件206
37.(其也可以被称为底板)和口232。
38.支撑装置202被附接到侧框架204a，使得支撑装置202可以例如以类似铰链的方式、如箭头209所指示的在闭合位置和此处所示的打开位置之间移动，在此处，该支撑装置202示出为盖结构。
39.正如后面将更详细地讨论的，轴203的自由端部包括第一结构，并且支撑装置的内侧231包括第二结构(未示出)，其中，第一结构的几何形状与第二互补结构的几何形状基本上相同，使得当支撑装置处于闭合位置时，第一结构和第二互补结构相互配合。
40.在本文中示出的实施例中，第一结构为第一截锥结构204，并且支撑装置202的内侧231上的第二结构包括互补的第二中空截锥结构。当然也可能是其他结构，诸如但不限于锥体结构、半球形结构等。
41.系统200还包括处于打开位置的安全构件207，但是在使用过程中，安全构件207向下移动(见图4)，使得安全构件207在某种程度上充当系统和操作员之间的分隔板，以确保系统和操作员之间有适当的距离。
42.图3示出了具有中空圆柱形模具滚筒310的图2中的系统200，该中空圆柱形模具滚筒310已经被可滑动地附接到轴上，并被安装在轴的安装侧205处。
43.为了确保轴203和中空圆柱形模具滚筒之间的适当配合，模具滚筒310的内几何横截面与轴的外几何横截面基本上相同。如该实施例所示，轴为圆柱形轴，使得中空模具滚筒的内表面是圆柱形的，中空模具滚筒的内表面的直径大于或基本上等于圆柱形轴的外径。
44.模具滚筒包括外模具滚筒表面312，该外模具滚筒表面312包括多个模具腔311，该多个模具腔311在滚筒表面具有开口，其中，这些模具腔限定了待模制的食物产品的几何形状。
45.图4示出了模具滚筒系统200，其中，物料供给构件装置220已经被移动到闭合位置，并且经由锁定机构422锁定，且安全构件207已经被移动到闭合位置。
46.图4还示出了两个入口开口410、411，该入口开口410、411可操作地连接到口232，以允许将食物物料从食物物料源(未示出)转移到两个入口开口中，并经由口232转移到模具腔中。入口开口的数量当然不应被解释为限于两个入口开口，也可以实施单个入口开口以及两个以上的入口开口。
47.如此处所示并且将在后面更详细讨论的，支撑装置202还包括处于打开位置的锁
定机构412。
48.图5示出了食物物料源520、521已经联接到两个入口开口410、411的情况，以及支撑装置202已经如箭头409所指示地从图4所示的打开位置移动到闭合位置的情况，以及支撑装置202的锁定机构412已经被推入闭合位置的情况。
49.在使用过程中，必须在模具滚筒310和物料供给构件装置220的可变形构件206之间施加足够的压力，但是在滚筒为1000mm长的情况下，该压力可以高达180kn或者甚至更高。作为示例，这可以通过使用放置在物料供给构件装置220内的空气波纹管(未示出)来实现，或者例如经由外部液压驱动千斤顶来实现，以向可变形构件206提供压力，该外部液压驱动千斤顶向长形的外框架侧204提供压力。随后，食物物料经由两个入口开口410、411被供给到物料供给构件装置中，并被供给到模具腔311中，同时当模具腔的填充开口在适当的填充位置与口232连通时，使模具滚筒沿水平旋转轴线旋转，从而导致在所述模具腔中形成具有基本上对应于模具腔311的几何大小/形状的几何大小的食物产品。
50.图6和图7描绘了图5中的虚线框523的简化放大侧视图，示出了轴203的自由端部和支撑装置202之间的接合。
51.图6a描绘了模具滚筒系统处于如图5所示的闭合位置的情形，而图6b描绘了模具滚筒系统处于如图4所示的打开位置的情形。
52.如此处所示，支撑装置202可以经由铰链626被安装到物料供给构件装置，如前所述。示出了支撑装置的内侧，该支撑装置包括中空第二渐缩形结构610，即中空截锥结构，其中，第一渐缩形结构204——即截锥——的几何外表面与中空第二渐缩形结构610的内几何表面基本上相同，使得当支撑装置处于如图6a所示的闭合位置时，第一渐缩形结构装配到中空第二渐缩形结构中。
53.锁定机构412包括销结构614，该销结构614连接到弹簧负载613。弹簧负载可以被认为是可选特征，但是在该实施例中，弹簧负载的作用可以是确保在没有来自例如操作者的外力的情况下，锁定位置处于如图6b所示的打开位置。
54.当将支撑装置202移动到闭合位置时，随后借助于推动锁定装置的向外暴露侧，弹簧负载被压缩，并且可以包括螺纹颈部的销结构613可以被拧入中空开口611中直到锁定机构被闭合，该中空开口611在其内侧具有相应的螺纹颈部。
55.支撑装置包括衬套模具620，并且其中，第二互补结构——如此处所示的中空截锥结构——形成在衬套模具620的内侧处。
56.还示出了在衬套模具620的外侧处集成到支撑装置中的轴承构造632。在滚筒310的旋转过程中(滚筒表面的一部分被“切除”以增强第一渐缩形结构的可见性)，滚筒和条纹区域(例如204、412、620)旋转，而纯灰色部616表示支撑装置202的静止部分。
57.图8示出了与图7所示的实施例类似的实施例，但是其中，第一渐缩形结构和第二渐缩形结构已经颠倒，即，其中，第一渐缩形结构是中空锥形结构811(如此处所示的截锥)，并且其中，第二截头结构是截锥810，并且其中，锁定机构802包括在如前所述的支撑装置中。
58.此外，支撑装置包括具有向外突出部分的圆柱形结构，该向外突出部分限定了第二互补结构810，其中，轴承构造832在圆柱形结构的外侧处被集成到支撑装置中。
59.图9示出了轴903和截锥结构904的一个实施例，该截锥结构904具有关于图6和图7
所讨论的开口911，其中，截锥结构904被固定到轴上。
60.图10示出了另一个实施例，其中，截锥结构1004也具有用于如前面讨论的类似目的的开口1011，如图10b所示，通过从轴部分1005滑动截锥结构1004，截锥结构1004可以从轴1003移除，其中，轴部分的直径小于轴1003的直径，从而确保在将截锥结构1004放置在轴上之后，所得直径将与轴的直径基本上相同。
61.图11和图12示出了关于图2至图5讨论的旋转模具滚筒系统200，其中示出了物料供给构件装置220已经旋转了180度，以便于操作者1210清洁物料供给构件装置220。
62.虽然已经在附图和前述描述中详细地说明和描述了本发明，但是这种说明和描述应被认为是说明性的或示例性的，而不是限制性的；本发明不限于所公开的实施例。通过研究附图、本公开内容和所附权利要求，本领域技术人员在实践所要求保护的发明时可以理解和实现所公开的实施例的其他变型。在权利要求中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，不定冠词“a”或“an”不排除复数。在相互不同的从属权利要求中列举某些措施的事实并不表示这些措施的组合不能被有利地使用。