DE1757361A1

DE1757361A1 - Verfahren zum Kneten von Teig und Knetmaschine zur Durchfuehrung des Verfahrens

Info

Publication number: DE1757361A1
Application number: DE19681757361
Authority: DE
Inventors: Dieter Moeller; Rolf Schwede
Original assignee: Dierks and Soehne GmbH and Co KG
Current assignee: Dierks and Soehne GmbH and Co KG
Priority date: 1968-04-30
Filing date: 1968-04-30
Publication date: 1971-04-08
Also published as: BE732240A; NL6906246A; NL161339C; DE1757361B2; NL161339B

Description

PATENTANWÄLTE π c τ ο c 1

ι 75736 ι

DIPL.-INS. DR. IUR. DIPL.-IN6.

VOLKER BUSSE DIETRICH BUSSE

45 osNABRDCKden 29. April 1968

MDSERSTRASSE 2O/24-DB/4 Firma Dierks & Söhne,

45 Osnabrück, Sandbachstraße 1

Verfahren zum Kneten von Teig und Knetmaschine zur Durchführung des Verfahrens

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Kneten von Teig, bei dem die Zutaten zunächst gemischt und anschließend zu einem Teig durch aufeinanderfolgende mechanische Einwirkung bereitet werden.

Die maschinelle Teigbereitung, die in gewerblichen Betrieben heute praktisch ausschließlich Anwendung findet, hat sich in ihrer Entwicklung in der Vergangenheit stark an die Teigzubereitung von Hand angelehnt. Dementsprechend ist immer wieder versucht worden, mit Knetmaschinen diejenigen Bewegungen zur Ausführung zu bringen, welche beim Kneten des Teiges von Hand vorgenommen wurden. Bei den Knetmaschinen trat dabei an die Stelle einer festen Unterlage der Knetbottich und an die Stelle der Hände bzw. Arme das eine Eigenbewegung ausführende Knetwerkzeug. Das Knetwerkzeug wurde überwiesend als einzeln arbeitender Knetarm ausgeführt, welcher einen sich in den Bottich von oben hineinerstreckenden Schaft- und einen an

109815/0034

175/361

dessen unterem Ende angeordneten Pußteil aufweist. Die Ausbildung des Knetwerkzeuges j, für das in der Vergangenheit die verschiedensten Varianten gefunden wurden, ging mit einer Abstimmung der Bottichform in der Weise einher, daß Bottich und Knetwerkzeug gesondert bewegliche, jedoch mit dem Ziel zusammenwirkende Elemente bilden, das zu bearbeitende Gut nach einem vorangehenden Durchmischen zusammenzudrücken und auf diese Weise innig durchzuarbeiten. Unabhängig davon, welche Bewegungskurve das Knetwerkzeug durchläuft und ob ein einzelner oder zwei miteinander zusammenwirkende Knetarme vorgesehen sind, machen die bekannten Knetmaschinen von einem Knetverfahren Gebrauch, bei dem die mechanische Einwirkung aus einem Zusammendrücken oder Komprimieren des Teiges besteht, welche im Wirkungsbereich zwischen Knetwerkzeug und Bottichwandung stattfindet. Bei einem derartigen Verfahren tritt zwischen der zu bearbeitenden Masse und der Bottichwandung sowie dem Knetwerkzeug eine verhältnismäßig hohe Reibung auf, die zu einer entsprechenden Teigerwärmung führt. Diese grundsätzlich unerwünschte Teigerwärmung, der man mit der Zugabe von beispielsweise Eiswasser entgegenwirken kann, 1st umso höher, je stärker zur Abkürzung des KnetVorganges die mechanische Einwirkung ist. Dies begrenzt die Leistungsfähigkeit des vorbeschriebenen Verfahrens und ihrer Maschinen zur Durchführung. !

Das Verfahren zum Kneten von Teig nach der Erfindung ist demgegenüber dadurch gekennzeichnet, daß in stetigem Ablauf Jeweils ein Teil der Gesamtmasse des Teiges durch Beschleunigen

109815/0034

175/361

und gegenläufiges Falten gestreckt und anschließend durch Zusammenschlagen der gebildeten Palten und Vereinigung mit dem restlichen Teil des Teiges unter Verzögerung gestaucht wird.

Das Kneten nach dem erfindungsgemäßen Verfahren geht mit einem Mindestmaß an Reibung vonstatten, woraus eine ungewöhnlich hohe Steigerung der Knetleistung bei äußerst geringer Erwärmung resultiert. Zugleich damit erbringt das Verfahren eine Intensivierung der Knetung, so daß im Teig ein besonders engmaschiges Klebergerüst entsteht. Durch erhöhte Zufuhr und Bindung von Luft-Sauerstoff ergibt sich ein besonders gutes Volumen und eine zarte, helle Porung.

Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Knetmaschine zur Durchführung des Verfahrens, bestehend aus einem rotierend angetriebenen Bottich mit einem von oben in den Bottich eingreifenden, seinerseits rotierend angetriebenen, zur Bottichachse exzentrischen Knetwerkzeug, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß das Knetwerkzeug aus zwei gegenläufig synchron um zur Bottichachse parallele Achsen umlaufenden Bügeln besteht, die mit ihren Wirkungsbereichen ineinandergreifen und Jeweils aus einem sich parallel zum Bottichboden erstreckenden Querschenkel und zwei von dessen Enden ausgehenden und anderenends an einer Trägernabe angreifenden, wendelförmig verwundenen Längsschenkeln bestehen. Vorteilhaft liegen dabei die Achsen der Knet bügel mit der Bottichachee in einer gemeinsamen Ebene. Der der

1098TS/0034

17 b 7 3 61

-H-

Bottlchwandung zugewandte Knetbügel hat vorzugsweise eine zur Umlaufrichtung des Bottichs entgegengesetzte Umlaufrichtung. Die Längsschenkel sind zweckmäßig um l80° und relativ zur jeweiligen Drehrichtung des von ihnen gebildeten Knetbügels in gleichsinniger Richtung verwunden. Vorzugsweise beschreiben die Längsschwenkel der Knetbügel bei deren Umlauf eine Zylinderfläche und der der Bottichwandung zugewandte Knetbügel grenzt zweckmäßig mit seinem zylindrischen Wirkungsbereich unmittelbar an die Bottichwanäung an, während vorzugsweise der der Bottichmitte zugewandte Knetbügel mit seinem Wirkungsbereich die Bottichachse überstreicht. Die Knetbügel sind vorteilhaft jeweils einstückig gebogen.

Die Knetmaschine nach der Erfindung erreicht bei verhältnismäßig niedrigem Kraftbedarf hohe Knetleistungen und arbeitet bei großer baulicher Einfachheit ungewöhnlich gleichmäßig und schwingungsfrei, so daß sie ohne gesonderte Fundamente als fahrbare Maschine Verwendung finden kann.

V/eitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus den Ansprüchen und der Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel des Gegenstands der Erfindung veranschaulicht ist. Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 eine Gesamtseitenansicht der Knetmaschine nach der Erfindung mit teilweise aufgebrochenem Knetbottich,

109815/0034

i/b/361 - 5 -

Fig. 2 vereinfachte und schematische Ansichten der Teigbis 5

bewegung während des Knetvorganges im Verlaufe eines Umlaufes der Knetwerkzeuge in einer Draufsicht auf den Teig zur Veranschaulichunn; des Verfahrens nach der Erfindung.

Die Knetmaschine gemäß Fig. 1 besteht im einzelnen aus einem Maschinengestell 1, welches einen drehbar gelagerten und rotierend angetriebenen Knetbottich 2 abstützt. Dieser Bottich 2 weist einen ebenen Boden und eine zylindrische Seitenwandung auf. In den Bottich 2 erstrecken sich von oben her zwei Knetwerkzeuge 3,3'j die mit ihrem oberen Ende jeweils an einer Habe 4 angreifen. Die Knetwerkzeuge 3,3' sind ihrerseits mit Hilfe von Wellen 5 rotierend angetrieben. Die Knetwerkzeuge 3_S3' laufen um Achsen 6 6¹ um, die sich parallel zur Bottichachse 7 erstrecken. Die Umlaufrichtung der Knetwerkzeuge 3,3' ist gegenläufig, wie das die Pfeile 8,8' in Fig. 2 bis 5 veranschaulichen. Die Umlaufrichtung 8 des der Bottichseitenwand nächstliegend angeordneten Knetwerkzeugs 3 ist zur Umlaufrichtung 9 des Bottichs entgegengesetzt.

Die Umlaufachsen 6_t6^% der Knetwerkzeuge 3,3' liegen mit der Bottichachse 7 in einer geraeinsamen Ebene und exzentrisch zum Bottich. Die gegenseitige Anordnung der Umlaufachsen 6,6' und deren Anordnung zur Bottichachse 7 ist so gewählt, daß sich die durch die Kreise 10,10' In Pig. 2 bis 5 veranschaulichten Wirkungsbereiche der Werkzeuge 3,3' gegenseitig überdecken und

109815/0034

17S/36T

der Wirkungsbereich 10» des der Bottichmitte zugewandten Werkzeugs y die Bottichachse 7 überstreicht.

Die Knetwerkzeuge 3,3* sind untereinander gleich, jedoch in Bewegungsrichtung 8,8* so zueinander versetzt angeordnet, daß das eine Werkzeug dem anderen gegenüber um 90° voreilt bzw. nachfolgt.

Jedes Werkzeug besteht im einzelnen aus einem einstückig gebogenen Stab und hat einen sich parallel und dicht oberhalb des Bottichbodens erstreckenden geraden Querschenkel H₁Il'. Von dessen Enden ausgehend erstreckt sich zur Nabe 4,4' ein Paar Längsschenkel 12,12', welche an der Nabe 4,4* festgelegt sind. Vom Querschenkel 11,11* bis zur Nabe 4,4* sind die Längsschenkel 12,12* wendelförmig verwunden, wobei der Verwindungswlnkel zwischen dem Querschenkel 11 bzw. 11* und einer gedachten Verbindungslinie zwischen den Angriffspunkten der Längsschenkelenden an der Nabe 4,4* l80° beträgt. Die Verwindungsrichtung der Längsschenkel Jedes Werkzeugs 3,3* verläuft gleichsinnig in Bezug zur jeweiligen Drehrichtung 8 bzw. 8* des von ihnen gebildeten Knetbflgels. Die Herstellung der Werkzeuge kann in der Weise vonstatten gehen, das man einen Stab zu einem U biegt, dessen sämtliche Schenkel in einer Ebene liegen. Nach Befestigen eines derartigen U-Bügels an der Nabe verdreht man unter Kraftangriff am unteren Querschenkel diesen bei still-. stehender Nabe um 180°. Trägt man z.B. durch Erwärmung des Bügelmaterials dafür Sorge, daß sich die Längsschenkel 12 bzw. 12» gleichmäßig verformen können, so ergibt eich hierdurch die

109815/0034

17 6/361

oben beschriebene Werkzeugform. bei der die Mittelachsen der einzelnen Längsschenkel eines ,jeden Bügels in jeder Ebene parallel zum Querschenkel gleichen Abstand haben. Dementsprechend beschreibt bei Umlaufen jeder Knetbügel eine Zylinderfläche. Die 90° betragende Phasenverschiebung in der Umlaufbewegung der Werkzeuge 3.3' zueinander ergibt sich ein einfacher Weise dann, wenn in einer Stellung der Werkzeuge zueinander der Winkel zwischen dem Querschenkel 11 des Werkzeugs 3 und dem Querschenkel 11' des Werkzeugs 3' 90° beträgt.

Zur Durchführung des KnetVorganges werden in den Bottich 2 die jeweils erforderlichen Zutaten, üehl, Wasser etc. hineingegeben, und die Knetmaschine in Betrieb gesetzt. Durch den Umlauf des Bottichs in Verbindung mit den Umlaufbewegungen der Knetwerkzeuge 3_}3' tritt zunächst ein Vermischen der Zutaten unter Bildung eines Teiges ein, der dann im Weiteren fertig geknetet wird.

Der Knetvorgang sei anhand der Fig. 2 bis 5 näher beschrieben, welche vier, Momentaufnahmen vergleichbare Teigbewegungszustände veranschaulichen. Der Teig 13 wird infolge der Drehbewegung des Bottichs 2 in Richtung des Pfeiles 9 in ständiger Aufeinanderfolge einseitig dem Wirkungsbereich 10,10' der Werkzeuge 3,3' zugeführt und passiert den Wirkungsbereich 10,10' der Werkzeuge jeweils mit einem kleinen Teil seiner Gesamtmasse. Die Gegenläufigkeit der Drehbewegung 8 des Werkzeugs

109815/0034

17 5/361

zur Bewegung 9 des Bottichs 2 lenkt den Teig 13 von der Bottichseitenwand zur Mitte bzw. zum Überschneidungsbereich der Wirkungsbereiche 10,10' der Werkzeuge hin. Infolge der Zähigkeit des Teiges erfolgt die Ablösung desselben von der Bottichwand schon vor seinem Erreichen des Wirkungsbereiches 10 des Werkzeugs 3, so daß der Außenbereich des auf die Werkzeuge 3₅3' zugeförderten Teiges in einer fließenden, keine zur Drehrichtung 9 entgegengesetzte Komponente aufweisenden Bewegung in den Wirkungsbereich der Werkzeuge einläuft. Dementsprechend bildet sich zwischen der Bottichseitenwand und dem Wirkungsbereich 10 des Werkzeugs 3 ein zwickelförmiger freier Raum I^ aus. Die Umlaufbewegung 8' des zum Zentrum des Bottichs 2 hin gelegenen VIerkzeugs 3¹ bewirkt ihrerseits eine Verlagerung der den Werkzeugen zugeförderten Teigmasse in Richtung nach außen, so daß insgesamt eine Einschnürung des Teigstroms entsteht, welche jeweils eine Teilmenge des Teiges erfaßt. Diese Einschnürung entsteht durch die gegenläufige Bewegung der auf den zugeßrderten Teig einwirkenden Längsschenkel der Werkzeuge, die infolge der überdeckung der Wirkungsbereiche einen "Strömungsweg" für den Teig im Einwirkungsbereich bilden bzw. begrenzen, der eine Je nach Stellung der V/erkzeuge zueinander (vergleiche die unterschiedlichen Darstellungen in den Fig. 2 bis 5) bei einem vollständigen Werkzeugumlauf unterschiedliche Gestalt annimmt. Hierdurch wird dem Teig bei Durchlaufen der Werkzeuge 3,3' ein Richtungswechsel aufgeprägt, der insgesamt eine gegenläufige Faltenbildung des sich im Wirkungsbereich der Werkzeuge befindlichen

10 9 8 18/003/; f.

Teils der Teigmasse herbeiführt. Der die Werkzeuge passierende. Teig wird infolge der gegenläufigen Faltung in hohem Maße gestreckt, wobei der Teig im Wirkungsbereich der Werkzeuge eine hohe Beschleunigung erfährt, und sammelt sich bei Verlassen des Wirkungsbereiches der Werkzeuge 3,3* in übereinander geschlagenen Palten. In seinem ca. 270° Umfangswinkel betragenden weiteren Förderweg bleibt der Teig im wesentlichen in Ruhe. Wie umfangreiche Versuche ergeben haben, ermöglicht das Verfahren nach der Erfindung eine Verkürzung der Knetzeit auf unter fünf Minuten und weniger bei 2^0 Umdrehungen pro Minute für die Werkzeuge 3,3^f und 30 Umdrehungen pro Minute für den Bottich. Diese mit Rücksicht auf die Abmessungen der hierbei eingesetzten Knetmaschine speziellen Werte erfüllen die vorzugsweise bei anderen Abmessungen einzuhaltende Bedingung, bei der die Umlaufgeschwindigkeit des Bottichs kleiner oder höchstens gleich der Umlaufgeschwindigkeit der Knetwerkzeuge im Wirkungsbereich derselben ist. Durch Verändern der Drehzahlen zueinander und damit der Geschwindigkeiten zueinander kann ein Stauchen des Teiges vor oder nach dem streckenden Falten im Arbeitsbereich der Werkzeuge herbeigeführt werden.

Die wendeiförmige Verwindung der Längsschenkel der Knetbügel hat zur Folge, daß dem die Werkzeuge passierenden Teig eine zum Bottichboden gerichtete Komponente aufgeprägt wird, welche ein Klettern des Teiges an den Werkzeugen in Richtung zur Nabe hin praktisch ausschließt. Die Verwindung um l80° stellt dabei

109815/0034

175/361

- ίο -

sicher, daß die Summe der von den Werkzeugen auf den übertragenen Kräfte zu jedem Zeitpunkt gleich groß ist und während eines Umlaufes keine derartigen LeistungsSchwankungen auftreten^ die sich einerseits in der Bildung von Schwingungen auswirken könnten und andererseits eine Verungleichmäßigung in der Gutbearbeitung zur Folge hätten. Die Verwindung um l80° stellt insoweit einen Optimalwert dar, von dem bei Inkaufnahme entsprechender Veränderungen in den Arbeitsbedingungen innerhalb gewisser Grenzen abgewichen v/erden kann. Das gilt auch hinsichtlich des Verhältnisses von Länge der Querschenkel 11,11' zum Abstand der Angriffspunkte der Längsschenkelenden an der Nabe, welches bei dem Ausführungsbeispiel zur Bildung einer zylindrischen V/irkungsfläche der umlaufenden Werkzeuge 1 beträgt. Es ist auch möglich, das Verhältnis kleiner 1 auszugestalten, so daß die Werkzeuge bei Umlauf eine Kegelstumpffläche beschreiben, die sich zum Bottichboden hin verjüngt. Während das überstreichen der Bottichachse 7 durch den Wirkungsbereich 10' des Werkzeuges 3' sicherstellt, daß sich im Bottichzentrum kein Teig sammeln kann, der sich dem Knetprozeß entzieht, hat die überdeckung der Wirkungsbereiche 10,10' hinsichtlich des Überdeckungsgrades eine unmittelbare Auswirkung auf den Verlauf bzw. die Tiefe der Faltenbildung. Dies gilt auch für die 90°-Voreilung in der Umlaufbewegung zwischen den Werkzeugen 3,3', wel-che zugleich hinsichtlich der angestrebten Leistungsgleichmäßigkeit einen Dptimalwert darstellt. Von diesem Optimalwert kann in

109815/0034

- li -

beiden Richtungen abgewichen werden, jedoch verungTeichmäßigt sich dadurch die Faltenbildunc einerseits, während sich andererseits der Abstand der jeweils aufeinanderfolgenden Längsschenkel der beiden Werkzeuge ändert., so daß sich eine Verbreiterung bzw. Verengung des ^i:Strömungsweges'^: des die Werkzeuge passierenden Teigteils in periodischer Aufeinanderfolge ergibt. Auch hierdurch verändert sich die Gleichmäßigkeit der Streckung, welche das Gut bei seiner Faltenbildung erfährt.

109815/0034

Claims

Ansprüche:

1. Verfahren zum Kneten von Teig, bei dem die Zutaten zunächst gemischt und anschließend zu einem Teig durch aufeinanderfolgende mechanische Einwirkungen bereitet werden, dadurch gekennzeichnet j daß in stetigem Ablauf jeweils ein Teil der Gesamtmasse des Teiges durch Beschleunigen und gegenläufiges Falten gestreckt und anschließend durch Zusammenschlagen der gebildeten Falten und Vereinigung mit dem restlichen Teil des Teiges unter Verzögerung gestaucht wird,

2. Knetmaschine zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einem rotierend angetriebenen Bottich mit einem von oben in den Bottich eingreifenden, seinerseits rotierend angetriebenen, zur Bottichachse exzentrischen Knetwerkzeug, dadurch gekennzeichnet, daß das Knetwerkzeug aus zwei gegenläufig synchron um zur Bottichachse (7) parallele Achsen (6,6·) umlaufenden Bügeln (3,3') besteht, die mit ihren Wirkungsbereichen (10,10') ineinandergreifen und Jeweils aus einem sich parallel zum Bottichboden erstreckenden Querschenkel (11,11·) und zwei von dessen Enden ausgehenden und anderenends an einer Trägernabe (4 ¹I¹) angreifenden, wendel-förmig verwundenen Länr;s schenke In (12,12') bestehen.

3. Knetmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen (6,6·) der Knetbügel (3,3') mit der Bottichachse (7) in einer gemeinsamen Ebene liegen.

10981R/0034

4. Knetmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der der Bottichwandung zugewandte Knetbügel (3) eine zur umlaufrichtung (9) des Bottichs (2) entgegengesetzte Umlaufrichtung (8) hat.

5. Knetmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsschenkel (12,12') um 180° und relativ zur jeweiligen Drehrichtung (8 bzw. 8') des von ihnen gebildeten Knetbügels (3,3') in gleichsinniger Richtung verbunden sind.

6. Knetmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsschenkel (12,12') der Knetbügel (3,3') bei deren Umlauf eine Zylinderfläche be- s chreiben.

7. Knetmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der der Bottichwandung zugewandte Knetbügel (3) mit seinem zylindrischen Wirkungsbereich (10) an die Bottichwand angrenzt.

8. Knetmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der der Bottichmitte zugewandte Knetbügel (3^f) mit seinem Wirkungsbereich (10¹) die Bottichachse (7) überstreicht.

9. Knetmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bie 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlaufgeschwindigkeit

109815/0034

- 11» -

des Bottichs geringer oder gleich der Umlaufgeschwindigkeit der Knefcbügel (3_S3') in ihrem Wirkungsbereich ist.

10. Knetmaschine nach einem der mehreren der Ansprüche bis 9. dadurch gekennzeichnet, daß die Knetbügel (3,3') einstückig gebogen sind.

109815/0034

L e e rT e i t e