专利名称：用于制作具有泡沫状稠性的食品的设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种符合权利要求1前序中所述的用于制作奶油状或泡沫状食品的装置，并涉及一种方法及一种饮食业用或家用设备。
制作软冰用的装置和方法是众所周知的。例如专利EP0062805或瑞士专利CH685321都介绍了一种用于软冰生产的设备，据此，冻成块状的原料借助一破碎装置被刮取、搅碎并与空气混合。在此情况下，稳定的软冰质量借助均一的破碎过程并通过在被刮削物料上施加超压来获得。
实践表明，由于超压产生一些结构上的问题。例如驱动轴为防止由于超压而造成的被制作的软冰渗入所用密封措施就是一个问题，并且只有依靠昂贵的结构技术来才能防止。此外，实践还表明，气体超压实际上对于软冰料的稠度不产生任何影响。
因此，本发明的任务在于提出一种装置及一种方法，以之用于生产软冰或者说得更通俗一些用于生产泡沫状甜食，依此，所要生产的奶油状或者泡沫状食物可以获得可控制的或均一的稠度或质量，而不需要用超压进行处理。根据本发明，所提出的任务是借助一种装置，特别是如权利要求1中所述的装置，以及借助如权利要求11中所述的一种方法加以解决的。
提出用于的制作奶油状或泡沫状食品或者说呈泡沫状甜食的装置，配有一个容器，用于容纳一种基本呈块状的食物，以及一个破碎装置，其搅碎部件朝容器方向的进给量是可调节的。破碎装置在其朝向容器或食物的末端有一个带有旋转叶片的搅碎部件，此外还配置有一些部件，用于调整叶片转速与进给速度的比例关系。实践表明，叶片的转速与叶片的进给速度的比例关系基本上决定着被搅碎物料的稠度，借此，如发明所要求的，不仅能得到稳定而均一的质量，而且可得到所要求调定的泡沫状甜食的稠度。因此，在上述用于制作泡沫状甜食的装置上气体超压不需要了，根据现有技术，需要超压这一点是公知的。
按一个优选的实施方案兹提出，破碎装置配有一个进给单元，它包括一个转动的空心轴以及一个内置的和空心轴通过至少一种螺纹或轮廓而旋转地携带螺杆，在此，或者是空心轴或者是内置的螺杆被驱动，并且进给所需的空心轴和螺杆之间的相对转数调整是利用另一个驱动组件来实现的，此驱动组件与空心轴或螺杆，并可驱动和制动每个另外的零件，即杆或轴。
按一个优选的实施方案，驱动组件为一个安装在空心轴上的步进式电机，它带动空心轴一同旋转，并且电机驱动轴与螺杆相联。
按另一个优选的实施方案，依本发明提出的装置包括一个机械式盛料充满度鉴别装置，利用它可以确定或者鉴别出用于盛装块状的主要是冷冻的食物的容器内的盛料充满度。在另一个优选的实施方案中，提出一个利用步进式下降计数装置的电子式盛料充满度检测部件以代替上述机械式鉴别装置。
在另一个新的实施方案中，依本发明提出的设备配置了一个自动叶片固定装置，这里指的可以是带有磁性叶片支承件的斜齿啮合偶联装置，也可以是带有机械式叶片支承件的斜齿啮合偶联装置。上述所有优选的实施方案及其他优选的实施方案在所附权利要求2-10中都有关于其特征的描述。
另外提出一种符合权利要求11中所述的用于制作泡沫状甜食的方法。依本发明的方法的一些优选实施例在所附权利要求12-15中有关于特征的描述。
下面将举例并结合附图对本发明做更详尽的说明。
附图是
图1本发明提出的用于制作泡沫状食品的设备的示意透视图及局部剖面图，图2图1所示设备中的机械式充满度鉴别部件的局部放大示意图，图3概略显示并电子式充满度检测的作用过程，此检测利用了用于图1所示设备的步进下落计数器，图4图1所示用于容纳块状食物的容器盖的盖顶截面图，包括在盖顶上带有磁性叶片支承件的斜齿啮合偶联。
图1所示的用于制作具有泡沫状稠性的食品的设备基本上符合制作软冰的设备，例如瑞士专利CH685321要求保护的设备。相应地，对此类设备的工作方式不做详细评价了，可参考上述瑞士专利的说明书。与技术现状中所描述的设备不同，图1所示本发明提出的设备不一定要有用产生超压的导管，因为根据本发明超压的产生是不再必要的。
旋转的空心轴3以其内部轮廓携带一个导向螺母4。此导向螺母有一个内螺纹，一个螺柱或者螺杆5在该内螺纹内运转。螺杆5相对于由电机1和齿带2恒速驱动的空心轴3来说，有一个相对的转数变化，由此得到一种与转数变化方向相应的进给运动。若转数变化为正或负，相应地螺杆即螺柱则下降或退回。下降时螺杆5通过开孔10落入杯8的盖18中，用以搅动杯8的内腔9中的块状甜食(未示出)。通过安置在螺杆5前端的旋转叶片即削刮元件(未示出)，冷冻的食物可以被削刮，以用于制作泡沫状食品。
在采用新发展的进给单元的情况下，螺杆的相对转数变化不是像专利CH685321所描述的那样借助刚性联接的变速装置和机械式及电气式联接来实现，而是经过一个安装在空心轴3上的步进式电机6来实现，该电机同空心轴一同旋转，其驱动轴与螺柱即螺杆5固联。电机控制所需的馈电和脉冲输送是经过集电环7或碳刷来实现的。
在使用一个相应的控制电子装置时，进给速度、进给方向和进给量即步进式电机的步/转+/-数，可以不依赖于空心轴3的旋转速度加以选择或调整。此项技术使得被搅碎的食物的稠度能无级地满足由结晶态到流态的各种需要。
食品的浓度、份额数和份额的大小的调定，既可由人工利用开关/键或旋钮来实现，也可通过下述措施自动地实现-扫描所用杯子的内容物标识，-插入一个带有程序指示的数据载体，-启动相应的软件程序(食物制作法)。
利用本发明提出的容器，即可用放置在杯8内腔9中的冻成块状的食物制作出泡沫状甜食，也可用不是冷冻的、相对硬的或呈成块状的食物来制作。于此，无论是制作软冰，还是制作泡沫状食品如鲑子酱、蔬菜酱、肉酱等，都是可行的。
为了块状主要是冷冻食物的按份额地处理，需要准确地鉴别出每一块的大小和杯8的盛料充满度。根据发明，对于杯8的内腔9中的块状食物的按份额处理，提出两项技术。第一个实施方案涉及一种机械式的充满度鉴别，为此利用驱动系统中扭转元件的相对旋转。对此项技术的作用方式和机械结构，参照图2描述如下驱动电机1的轴和盘11固联。带有另一个驱动轴的另一个盘12能够利用滑动轴承在电机轴上自由运动。通过带有止动挡块的垂直于转动方向安置的弹簧部件13来实现两个驱动轴间的非刚性联接。
弹簧参数(弹性常数和预压缩量)的调定如此得出，使得两个盘在起动时和在空转中都不会有相对旋转。
只有当旋转着的旋转叶片触到冰冻的食物，及随之造成摩擦时，才出现两个盘的相对转动，如箭头14所示，并实现弹簧13的压紧和通过止动挡块的非刚性联接。
为利用此种状态，在盘11和12上各有一开孔15，在相对旋转时它们彼此对准，从而使光栅16能透光并从而实现转换。
在和相应的电子控制装置相联时，便可处理此种是/否信息并将之用于设备控制。此项技术在图1所示设备上是很容易实现的，而图2中所描述的技术基本上对任何设备都可应用，在这里借助一个削刮装置来实现食物的按份额破碎。此项技术尤其适合于块状冷冻食物按份额地破碎。
容器充满度的鉴别也可用电子方法利用步进式降落计数来执行，为此所需的进给单元的机械结构可从图1中看出。此项技术的作用方式可描述如下在设备起动时，通过内装的步进式电机6的步进式旋转开始实现进给，直到进给轴即螺杆5达到杯8中的冰冻食物块为止。在旋转叶片触到冰冻食物后，一方面步进式电机的电流输入增大，另一方面电机出现止动，人们称其为失步。所获得的这些数值由一控制电子装置加以处理，并利用一个步进计数器(如微处理器)计算出份额数并相应地调定进给速度。此项技术的实施过程根据图3所示详述如下，图3示明进给轴即螺杆5的前端以及安置于前端的旋转叶片19。同时示明了带有护套8’的容器8的断面，在容器内置有冻成块状的食物9’，过程如下1．由位置0起动。
2．存储直到鉴别出软冰的上边缘步进数x。
3．份额数计算值=
4．按调定的份额或最大步进数进行处理5．回到位置0此项技术可以很精密地鉴别容器的充满度和实现冻成块状的食品的分份。
在本发明提出的设备的研制开发中，核心问题之一曾是旋转叶片的安装和脱开。由于安全原因，仅有自动的叶片安装支承存在问题。为此也可以应用前面述及的瑞士专利CH685321中未公开的两项技术。这涉及到杯盖上带有磁性叶片支承结构的斜齿啮合联接或者杯盖上带有机械式叶片支承结构的斜齿啮合联接。
在图4中，首先述及的在杯盖上带有磁性叶片支承的斜齿啮合联接的作用方式和机械结构，根据杯盖18范围内的断面概略示出。
叶片固定结构和设计(叶片及叶片支承)与专利CH685321中描述的设备相比基本上是新的。在进给轴即螺杆5(图4中未示出)的下端，设有一个沿进给轴即螺杆的转动方向扭曲75°角的斜齿部分，一个永磁体位于进给轴的中心。叶片19构成轴上斜齿的配合件。通过永磁体的力和进给轴即螺杆的旋转速度的作用，叶片被拧紧。
应用上述效应，研制出了图4中以截面示明的杯盖18，该杯盖用环形磁体24吸住叶片，直到进给轴插入叶片中、将叶片固定并使到达工作位置。
安装和脱开按顺序如下进行-将叶片19插人杯盖18的开孔10内并由磁体24吸住。
-将杯盖18盖在杯8(未示出)上，并和杯一起装入设备。
-在起动后进给轴即螺杆向叶片结构19的方向进给，并滑过轴密封件23而进入叶片19。
-自此刻起叶片19由进给轴上的永磁体吸住。
-进给轴克服环形磁体24的磁场并插入杯8。
-在步进式电机的步进数达到预定数之后，主电机起动，叶片最终被固定在轴上。
-脱开过程与上述顺序相反。
在杯盖上带有机械式叶片支承的斜齿联接的作用方式和机械结构描述如下叶片固定装置(叶片和叶片支承)的结构和设计基本上与就图4所描述的装置相同，只是杯盖18上的永磁体24除外。作为环形磁体的替代，盖上配有机械式锁紧凸边。其作用原理与联接园艺软管时常用的和已知的锁扣系统的作用原理相当。通过所谓的锁扣凸边(角度)，夹紧力即支承力可加以调整。
以图1-4举例描述生产泡沫状食品的设备的实施例，当然只是作为更好地理解本发明的实例而已。现在根据图2-4来详细说明本发明提出的设备的特殊结构型式。显然，在图1所示设备上应用这些特殊结构型式，或者在类似设备如用于生产具有不同稠度的食物尤其是软冰和泡沫状食品的设备上应用这些特殊结构形式，都是可行的。本发明提出的设备的各组件所用材料选择是随意的，各组件应用金属或特别适合的塑料，这是无足轻重的。因此，不锈钢如铬钢，其他合适的合金，铝或者塑料，如特别适用于食物的特定塑料如热塑性塑料，热固性塑料，强化塑料等，都可以用。例如，为容纳块状食物所提出的杯子用塑料例如用聚丙烯制成，就很有优越性。对于机械部件，例如空心轴和杆轴，可以不用金属，而用强化塑料代替，同时这些例子还可以任意地加以扩充或补充。
本发明的主体是一种用于生产泡沫状食品的设备，它配有一个其搅碎部件的进给量可调的破碎装置，该破碎装置包括一个配有旋转叶片的搅碎部件，还配有用于调整叶片旋转速度和进给速度的比例关系的部件。
权利要求
1．用于制作奶油状或泡沫状食品的装置，它有一个用于容纳基本上呈块状的食物的容器以及一个其搅碎部件朝容器方向的进给量可调的破碎装置，其特征在于破碎装置(3,4,5)在它的朝容器方向的端部有一个带有旋转叶片的搅碎部件(19)，并配有一个用于改变叶片旋转速度和进给速度之间的比例关系的部件(6)。
2．特别如权利要求1中所述的装置，其特征在于破碎装置有一个进给单元，包括一个旋转的空心轴(3)及一个内置的经过至少一个螺纹或轮廓，而与空心轴一同旋转地携带的螺杆(5)，于此，要么是空心轴要么是内置的螺杆被驱动，而进给所要求的轴和杆之间的相对转数调整则由另一个驱动组件(6)来实现，该驱动组件和轴或杆固联，并可驱动或者制动其中某一个部件即杆或轴。
3．特别如权利要求2中所述的装置，其特征在于空心轴被驱动，一个步进式电机(6)被装在空心轴上并带动空心轴一同旋转，其驱动轴与螺杆(5)相联。
4．特别如权利要求2或3中所述的装置，其特征在于旋转的空心轴以内轮廓携带导向螺母(4)，该螺母有内螺纹，螺杆在内螺纹内运转。
5．特别如权利要求3或4中所述的装置，其特征在于步进式电机的供电和脉冲输入是通过一个或多个集电环(7)和/或碳刷来实现的。
6．特别如权利要求3-5的一项中所述的装置，其特征在于配有一个控制电子装置，用于独立地控制和调节进给速度、方向和行程，即步进式电机(6)的步/转+/-数可以不依赖于空心轴(3)的旋转速度加以选择或调节。
7．供处理容器中所盛食物的进给单元用的充满度鉴别装置，它特别适用于权利要求1-6之一中所述的装置，其特征在于用于驱动进给单元的驱动电机的轴与盘(11)固联，此盘和另一个与之同心地安置的盘(12)通过一个滑动轴承相联，后一个盘另有一个驱动轴，用于将驱动传递到进给单元上；此两个借助滑动轴承相联的盘，通过一个配有终端止挡的垂直于旋转方向安置的弹簧构件(13)而彼此非刚性连接相联，弹簧参数(弹性常数和预压缩量)的调定是如此设计的，使得在起动时和在空转过程中两个盘彼此不相对旋转，而直到开始处理容器中所盛食物并由此产生摩擦时两个盘才彼此相对旋转，弹簧部件才压缩；为利用此状态，在两个盘上各设置一个开口(15)，它们在相对旋转的情况下可以旋转到相互对准的位置上；另外还配置了一个光栅(16)，它在两个开口(15)透光或不透光时发出一个脉冲信号。
8．供处理容器中所盛食物的进给单元用的充满度鉴别装置，它特别与权利要求1-6之一中所述装置相连，其特征在于在步进式电机上配有控制电子部件，它含有一个步进式计数器，例如一个微处理器，利用它便可鉴别或者调节充满度、鉴别成一个或多个的份数，或者进给速度。
9．供处理容器中所盛食物的进给单元用的叶片固定装置，它特别适用于权利要求1-6之一中所述的装置，其特征在于在容器的盖(18)上配有一个磁性部件(24)，用于吸住一个可插入容器盖上居中开孔(10)的叶片部件(19)；一个永磁体配置在进给杆的进给端，用于将叶片部件吸住在进给杆上，在此，借助容器盖内的磁性部件的磁场以实现螺杆前端上的叶片部件的固定。
10．供处理容器中所盛食物的进给单元用的叶片固定装置，它特别适用于权利要求1-6之一中所述的装置，其特征在于在容器盖上的居中开孔内配置有所谓的锁扣凸缘，以便叶片部件由容器内侧啮合而被固定在盖上；在螺纹杆即进给杆的前端安置了一个永磁体以吸住叶片部件。
11．利用其搅碎部件朝块状食品方向的进给量可调节的破碎装置，由基本成块状主要是冷冻的食物制取奶油状或泡沫状食品的方法，其特征在于安置在破碎装置朝向食品的端部的旋转叶片的旋转速度与破碎装置的进给速度间的比例关系可加以调整，以获得预定的奶油状或泡沫状食品的稠度。
12．如权利要求11中所述的方法，其特征在于进给是通过如下方式来实现的，旋转的空心轴以内轮廓和导向螺母相配联接，螺母有内螺纹，螺杆在内螺纹中运转，并且螺杆在其中相对于以恒定转速传动的空心轴有一个相对的转数变化，以便实现相应于转数变化+/-方向的进/退作用。
13．特别如权利要求12中所述的方法，其特征在于安装在空心轴上的一个步进式电机，带动空心轴一起旋转，并驱动螺杆；借助步进式电机上的控制电子装置对进给速度、进给方向和行程彼此独立地加以调定；作为结果，步进式电机的步/转+/-数可以不依赖于螺杆的旋转速度加以选择或调定。
14．借助一个灌装充满度鉴别装置特别如权利要求8中所述的装置来识别充满度的方法，其特征在于在装置或者进给元件起动时，通过步进式电机的步进旋转而执行进给，直到螺杆或者叶片部件达到块状食物为止，把直到接触至鉴别出食物上边缘时的步进数储存下来，便根据下述关系来实现充满度鉴别及份额计算最大可能的步进数减去当前的步进数，除以每份的步进数(从鉴别出食物上边缘起的步进数)；在达到最大允许处理步进数之后螺杆回到位置0。
15．借助叶片固定装置特别如权利要求9中所述的装置自动固定叶片的方法，其特征在于首先将叶片部件导入容器盖上的居中开孔中，并借助容器盖上的一个磁性部件将其保持在该开孔内，然后将容器盖盖在容器上，容器内置有块状食物，接着在进给开始后，螺杆依叶片结构方向被驱动，并借助一个位于螺杆下端的沿螺杆的旋转方向成扭转75°斜齿部分，拧入叶片结构内对应于的螺杆斜齿的配合件中，然后叶片部件由安置在进给螺杆上的永磁体吸住，并通过永磁体的吸力和旋转速度拧紧叶片，在此，叶片部件借助容器盖内的磁性部件被固定，直到进给螺杆进入叶片结构，完成对叶片部件的固定并到达工作位置。
16．餐饮业用或家用设备，配有如权利要求1-10的一项中所述的装置。
全文摘要
一种设备,主要作为家用或餐饮业用设备,适用于制作奶油状或泡沫状食品,它有一个用于容纳基本呈块状的食物的容器。一个破碎装置(3,4,5),其搅碎部件(19)朝容器方向的进给量可调,在该装置朝向容器的端部上有一旋转叶片。此外还配有部件(6),用于调整叶片旋转速度和进给速度的比例关系。
文档编号A23C13/00GK1219844SQ97194866
公开日1999年6月16日 申请日期1997年3月21日 优先权日1996年4月2日
发明者B·施米特, L·马尔姆贝里 申请人:帕科贸易有限公司