УСТРОЙСТВО С ЛИНЕЙНЫМ ПРИВОДОМ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ
LINEAR DRIVE DEVICE FOR FOOD PREPARATION

Данное изобретение касается устройства для приготовления помещенных в сосуд пищевых продуктов, в частности, готовых блюд, согласно ограничительной части независимого пункта 1 формулы изобретения, содержащего предпочтительно расположенный в корпусе парогенераторный узел для генерирования пара, а также соединенный с этим парогенераторным узлом паропроводящим образом через линию снабжения паром узел подвода пара с паровым соплом, имеющим по меньшей мере одно отверстие выдачи пара, а также содержащее приводной механизм с электродвигателем линейное приводное устройство для линейного перемещения салазок, в частности, несущих на себе узел подвода пара или держатель сосуда, относительно корпуса.
В публикации WO 2017/072180 A1 описано устройство для приготовления помещенных в сосуд пищевых продуктов, причем узел подвода пара с помощью подъемного привода может перемещаться вдоль вертикального направляющего рельса относительно сосуда, который зафиксирован в держателе сосуда. Держатель сосуда с помощью привода горизонтального перемещения может перемещаться под узлом подвода пара из позиции загрузки, на которой в держатель сосуда может вставляться сосуд, в рабочую позицию (позицию обработки паром). Это известное устройство хорошо зарекомендовало себя. Однако, есть стремление к тому, чтобы сделать приводные средства конструктивно проще и надежнее.
Эта задача решается посредством устройства с признаками независимого пункта 1 формулы изобретения, т.е. в устройстве рассмотренного вначале рода за счет того, что в приводной механизм между электродвигателем и ременным приводом для перемещения салазок, выполненным предпочтительно как привод с зубчатым ремнем, интегрирована выполненная предпочтительно в виде сцепной муфты с храповыми зубьями предохранительная муфта для ограничения максимального передаваемого крутящего момента привода.
Предпочтительные модификации данного изобретения приведены в зависимых пунктах формулы. Под объем защиты данного изобретения подпадают все комбинации из по меньшей мере двух признаков, раскрытых в описании, в формуле изобретения и/или на чертежах.
В основу данного изобретения положена идея перемещения линейно относительно корпуса салазок, несущих на себе функциональный блок данного устройства, с помощью выполненного предпочтительно в виде привода с зубчатым ремнем ременного привода, который, в свою очередь, между своими установочными позициями приводится с помощью электродвигателя. По сравнению со шпиндельным приводом предусмотренный согласно изобретению ременный привод имеет простую конструкцию и обеспечивает прежде всего быстрые возвратно-поступательные движения салазок, в частности, вдоль горизонтальной или вертикальной оси регулирования. Кроме того, наличие привода в приводном механизме для салазок дает возможность простой интеграции предохранительной муфты (предохранительной сцепной муфты) для снижения опасности повреждений. При этом предохранительная муфта, которая будет еще рассмотрена ниже, предпочтительно выполнена как сцепная муфта с храповыми зубьями. Предохранительная муфта гарантирует, что при блокировке перемещения салазок, например, непосредственно пользователем в приводном механизме максимальный передаваемый крутящий момент ограничивается, и, тем самым, минимизируется опасность повреждений для пользователя. В плане конкретной функциональности и, соответственно, расположения предлагаемого изобретением приводного механизма в указанном устройстве имеются различные возможности. Так, приводной механизм согласно первому предпочтительному варианту выполнения может быть расположен таким образом, что с его помощью узел подвода пара может перемещаться относительно сосуда и/или относительно держателя сосуда, в частности, в вертикальном направлении. С этой целью салазки несут на себе указанный узел подвода пара. Согласно еще одному возможному варианту выполнения, который альтернативно или дополнительно к вышеописанному варианту выполнения может быть реализован в одном общем устройстве, указанные салазки несут на себе держатель сосуда, который с помощью ременного привода и содержащего предохранительную муфту приводного механизма может перемещаться линейно, в частности, в горизонтальном направлении между позицией загрузки и рабочей позицией под узлом подвода пара. Точно так же с помощью предлагаемого изобретением приводного механизма можно перемещать держатель сосуда в вертикальном направлении относительно узла подвода пара, который в этом случае предпочтительно неподвижен. Наиболее предпочтителен вариант выполнения устройства для приготовления помещенных в сосуд пищевых продуктов, при котором оно имеет два приводных механизма, выполненных согласно концепции данного изобретения и содержащих каждое по одному ременному приводу, в частности, приводу с зубчатым ремнем и предохранительной муфте, в частности, предпочтительно для вертикального линейного перемещения узла подвода пара и, в частности, для горизонтального линейного перемещения держателя сосуда между позицией загрузки и разгрузки, а также позицией обработки паром под устройством подвода пара. Предпочтительно указанный по меньшей мере один приводной механизм с электродвигателем, сцепной муфтой с храповыми зубьями и ременным приводом находится внутри корпуса, причем через соответствующее вытянутое отверстие в корпусе вплоть до внешней стороны устройства проходят либо сами салазки, либо расположенный на салазках функциональный блок, в частности, узел подвода пара или держатель сосуда.
В модификации данного изобретения предохранительная муфта для передачи крутящего момента между стороной привода и выходной стороной предохранительной муфты содержит по меньшей мере один сжимающийся при перегрузке, установленный с возможностью вращения, предпочтительно монолитный пластиковый упругий элемент, наиболее предпочтительно в форме пластикового элемента, полученного литьем под давлением. Этот пластиковый упругий элемент при этом выполнен и расположен так, что при превышении заданного максимального крутящего момента он сжимается, и, тем самым, прерывается или ограничивается передача крутящего момента со стороны привода на выходную сторону, поскольку в сжатом состоянии сторона привода и выходная сторона муфты проворачиваются относительно друг друга.
Наличие пластикового упругого элемента предпочтительно позволяет отказаться от металлических упругих элементов, благодаря чему может быть реализована особенно экономичная и не подверженная коррозии предохранительная муфта. Благодаря наличию пластикового упругого элемента такой упругий элемент может к тому же особенно просто масштабироваться в отношении максимального передаваемого крутящего момента. Для этого нужно лишь корректировать толщину материала пластикового упругого элемента в аксиальном направлении относительно оси вращения этого пластикового упругого элемента, и/или должно корректироваться количество аксиально соседних пластиковых упругих элементов.
Особенно целесообразно, если пластиковый упругий элемент (с выходной стороны) имеет многогранное выходное отверстие для передачи крутящего момента на выходной вал, на котором сидит предпочтительно шкив ременного привода, в частности, зубчатое колесо для пуска в действие этого ременного привода. Этот шкив ременного привода установлен на выходном валу предпочтительно без возможности проворачивания.
В плане конкретного варианта выполнения пластикового упругого элемента наиболее предпочтительным оказалось, если он содержит два диаметрально противоположных упругих участка из пластмассы, предпочтительно дугообразных, наиболее предпочтительно имеющих D-образную форму. Согласно первому варианту выполнения они могут быть выполнены зеркально-симметрично относительно плоскости (зеркала), в которой проходит ось поворота (ось вращения) пластикового упругого элемента, так что при взаимодействии с не зависящими от направления стопорными зубьями в обоих направлениях движения ременного привода могут передаваться одинаковые максимальные крутящие моменты. В одном альтернативном варианте выполнения оба расположенных диаметрально противоположно друг другу упругих участка образованы асимметрично относительно вышеупомянутой плоскости и, тем самым, подкрепляют реализацию двух различных, зависящих от направления максимальных передаваемых крутящих моментов.
В принципе возможно, чтобы указанный пластиковый упругий элемент непосредственно сам взаимодействовал со стопорными зубьями, в частности, диска или втулки муфты для передачи крутящего момента и для расцепления при перегрузке. Предпочтителен, однако, вариант выполнения, при котором указанный по меньшей мере один пластиковый упругий элемент несет на себе по меньшей мере одно тело качения, в частности, ролик из материала, отличного от полимерного материала указанного пластикового упругого элемента, предпочтительно имеющего более высокую прочность, наиболее предпочтительно из металлического материала для передачи крутящего момента на стопорные зубья, и указанное по меньшей мере одно тело качения при перегрузке вследствие сжатия указанного по меньшей мере одного пластикового упругого элемента прокатывается по стопорным зубьям и, соответственно, проскакивает акустически слышимо из-за грохочущего звука. Предпочтительно указанное тело качения посредством пластикового упругого элемента нагружается упругой силой предпочтительно радиально относительно стопорных зубьев. Для предпочтительного случая реализации тела качения в виде ролика последний предпочтительно установлен с возможностью вращения на оси, которая проходит параллельно, в частности, центральной оси поворота, соответственно, ось вращения, вокруг которой указанный пластиковый упругий элемент может вращаться для передачи крутящего момента со стороны привода на выходную сторону муфты.
Предпочтительно несколько тел вращения установлено с распределением по периметру. Наиболее предпочтительно указанная муфта содержит, в частности, только два диаметрально противоположных тела качения, и еще более предпочтительно каждое из них выполнено в виде ролика, установленного с возможностью вращения.
В отношении выполнения стопорных зубьев опять-таки есть две различные возможности. Так, они могут быть выполнены не зависящими от направления, т.е. таким образом, что эти зубья в обоих окружных направлениях, соответственно, в направлениях вращения имеют симметричную форму зуба, и для расцепления в обоих направлениях вращения необходим одинаковый крутящий момент. Такой вариант выполнения обладает преимуществом, в частности, тогда, когда используется приводной механизм для горизонтального перемещения блока с сосудом. Согласно одному альтернативному варианту выполнения используются зависящие от направления стопорные зубья, т.е. стопорные зубья с асимметричной формой зуба, которые в различных направлениях вращения требуют для расцепления различных крутящих моментов, предпочтительно в сочетании с асимметричными упругими участками пластикового упругого элемента. Такой вариант выполнения обладает преимуществом, в частности, при использовании приводного механизма для вертикального перемещения узла подвода пара, причем указанные стопорные зубья в этом случае выполнены предпочтительно таким образом, что для расцепления, т.е. разъединения предохранительной муфты требуется меньший крутящий момент, когда узел подвода пара перемещается вертикально вниз в направлении сосуда, и больший разъединяющий момент при перемещении в противоположном направлении.
Независимо от конкретного варианта выполнения стопорные зубья могут быть расположены альтернативно на стороне привода или на выходной стороне муфты. Предпочтительным является расположение стопорных зубьев со стороны привода, причем они могут быть выполнены, например, как единое целое с приводным колесом, выполненным, в частности, как червячное колесо, в частности, из пластика, которое, предпочтительно может приводиться в действие с помощью электродвигателя через ведущий шнек. В одном альтернативном варианте стопорные зубья могут быть выполнены, в частности, как внутренние зубья на одном диске муфты, например, из металла, который предпочтительно без возможности проворачивания соединен с приводным колесом, в частности, с червячным колесом.
В принципе возможно, чтобы указанное по меньшей мере одно тело качения, в частности, по меньшей мере один ролик удерживался одним единственным пластиковым упругим элементом. Предпочтителен, однако, вариант выполнения, при котором указанное тело качения удерживается двумя аксиально соседними, в частности, находящимися на расстоянии друг от друга пластиковыми элементами, соответственно, опирается на них, причем это тело качения, в частности, ролик предпочтительно насажен на ось, которая проходит между аксиально противоположными пластиковыми упругими элементами.
При этом возможно, что указанное тело качения сидит на оси без возможности проворачивания, и эта ось выполнена как вал и установлена с возможностью вращения относительно указанных пластиковых элементов. Предпочтителен, однако, вариант выполнения, при котором тело качения может обкатываться по этой оси, которая предпочтительно зафиксирована в двух приемных отверстиях аксиально соседних пластиковых упругих элементов. Предпочтительно указанное устройство содержит механизм натяжения ремня, предназначенный для натяжения ремня, в частности, зубчатого ремня. При этом в принципе, можно установить ролик ременного привода или противоположный направляющий ролик с возможностью перемещения. Предпочтителен, однако, вариант выполнения, при котором блок натяжения ремня установлен на салазках таким образом, что с его помощью два участка ремня могут перемещаться относительно друг друга для натяжения ремня посредством исполнительного регулировочного механизма. В принципе ремень можно выполнить как бесконечный ремень, что, однако, при данном использовании не является необходимым, поскольку салазки не циркулируют, а приводятся в действие лишь возвратно-поступательно. Таким образом, реализуем и предпочтителен также вариант выполнения, при котором ремень имеет два свободных конца, которые могут перемещаться по направлению друг к другу с помощью механизма натяжения ремня.
Особенно целесообразно, если салазкам придана линейная направляющая салазок, в частности, содержащая две параллельные направляющие штанги. Эта направляющая салазок в одной модификации данного изобретения одновременно может служить для того, чтобы нести на себе компоненты приводного механизма, с тем чтобы создать модуль приводного механизма, который при монтаже может особенно просто интегрироваться в корпус устройства. Предпочтительно этот модуль приводного механизма содержит направляющие штанги, которые на одном конце несут на себе шкив ременного привода вместе с электродвигателем и предохранительной муфтой, а на другом конце направляющий ролик для ремня. Направляющий ролик для ремня и ременный привод при этом предпочтительно длительное время установлены неподвижно относительно друг друга, и натяжение ремня происходит предпочтительно посредством механизма натяжения ремня, расположенного со стороны салазок.
Другие преимущества, признаки и детали данного изобретения следуют из последующего описания предпочтительных примеров выполнения, а также из прилагаемых чертежей.
На чертежах показано следующее.
Фиг. 1 сильно схематизированный вид спереди выполненного согласно концепции данного изобретения устройства для приготовления помещенных в сосуд пищевых продуктов, причем узел подвода пара может перемещаться в вертикальном направлении с помощью выполненных согласно концепции данного изобретения приводных средств, а держатель сосуда - в горизонтальном направлении туда и обратно с помощью выполненных согласно концепции данного изобретения приводных средств,
Фиг. 2 вид в перспективе выполненных в виде модуля и реализованных согласно концепции данного изобретения приводных средств, содержащих ременный привод, выполненный как привод с зубчатым ремнем,
Фиг. 3 вид сзади салазок устройства, которые в зависимости от варианта выполнения несут на себе узел подвода пара или держатель сосуда,
Фиг. 4 подетальное изображение первого примера выполнения приводного механизма, содержащего выполненную в виде сцепной муфты с храповыми зубьями разъединяющую муфту с диском муфты, установленным на приводном колесе, выполненном как червячное колесо, и
Фиг. 5 альтернативный вариант выполнения приводного механизма, при котором стопорные зубья предохранительной муфты, выполненной в виде сцепной муфты с храповыми зубьями, выполнены как единое целое с приводным колесом, выполненным в виде червячного колеса.
На этих чертежах одинаковые элементы с одинаковой функцией обозначены одинаковыми ссылочными позициями.
На Фиг. 1 схематично показано устройство 1 для приготовления, в частности, нагревания помещенных в сосуд 2 пищевых продуктов, частности, готовых блюд паром. Устройство 1 содержит корпус 3, в котором установлен парогенераторный узел, при необходимости с включенным последовательно блоком перегрева пара, чтобы, в частности, генерировать перегретый пар и через расположенную внутри корпуса линию снабжения пара подавать в узел 4 подвода пара. Этот узел 4 подвода пара может перемещаться в направлении стрелок 5 поступательно вдоль вертикали, а именно из показанной верхней позиции в нижнюю позицию, в которой указанный узел 4 подвода пара насажен на сосуд 2 и образует варочную камеру. Этот узел 4 подвода пара содержит паровые сопла 6 с отверстиями выдачи пара для нагревания пищевого продукта. Предпочтительно паровые сопла 6 могут вращаться, в частности, вокруг вертикальной оси для обеспечения улучшенного распределения пара.
В показанном примере выполнения не относящийся к данному устройству 1 сосуд 2 сидит на держателе 7 сосуда, который может перемещаться возвратно-поступательно по вертикали вдоль направления стрелок 8, а именно между показанной рабочей позицией под узлом 4 подвода пара и смещенной вправо на плоскости чертежа позицией загрузки, в которой сосуд 2 может устанавливаться на держатель 7 сосуда и снова сниматься с него после осуществленного нагревания.
На Фиг. 2 показан один предпочтительный вариант выполнения приводных средств 9 для линейного перемещения узла 4 подвода пара и/или держателя 7 сосуда по Фиг. 1. Эти приводные средства 9 при этом выполнены таким образом, что они перемещают салазки 10 возвратно-поступательно, причем салазки несут на себе собственный функциональный блок, т.е. в данном случае узел 4 подвода пара или, альтернативно, держатель 7 сосуда. При этом приводные средства 9 вместе с салазками находятся внутри корпуса 3 по Фиг. 1, причем соответствующий функциональный блок проходит через удлиненные, соответственно, шлицевидные отверстия в корпусе.
Приводные средства 9 в показанном примере выполнены как приводной модуль и содержат несущие на себе салазки 10 параллельные направляющие штанги 11, 12, вдоль которых салазки 10 могут скользить при своем линейном движении перемещения. Далее, указанные приводные средства 9 содержат ременный привод 13, выполненный как привод с зубчатым ремнем, с выполненным в виде зубчатого ремня ремнем 14, который может приводиться в движение шкивом 15 ременного привода и изменять направление на противоположное вокруг направляющего ролика 16 для ремня.
Приводные средства 9 и, соответственно, их приводные механизмы 17 содержат электродвигатель 18, который через расположенный в корпусе 19 передачи ведущий шнек приводит во вращение приводное колесо 29, выполненное как червячное колесо и расположенное в корпусе 19 передачи. Между приводным колесом 29 и шкивом 15 ременного привода находится предохранительная муфта (предохранительная сцепная муфта, соответственно, предохранительная фрикционная муфта), которая выполнена как сцепная муфта с храповыми зубьями, и которая будет рассмотрена ниже, предназначенная для того, чтобы ограничивать максимальный крутящий момент, передаваемый на салазки 10 и, тем самым, на находящийся на них функциональный блок.
На Фиг. 2 можно видеть, что направляющий ролик 16 для ремня, а также шкив 15 ременного привода с соединенной с ним предохранительной муфтой и электродвигателем жестко позиционированы относительно друг друга. Для натяжения ремня 14 на салазках предусмотрен механизм 20 натяжения ремня.
Механизм 20 натяжения ремня более подробно представлен на Фиг. 3. Он содержит два соседних вдоль продольной протяженности ремня блока 21, 22 фиксации ремня, которые с помощью механизма 23 натяжения могут перемещаться относительно друг друга, в частности, друг к другу для натяжения ремня. Предпочтительно в каждом блоке 21, 22 фиксации зафиксирован один свободный конец ремня. Натяжное устройство содержит натяжной винт 24 с расположенным на конце приводом 25, причем этот натяжной винт 24 может перемещаться с преодолением упругой силы натяжной пружины и при этом ввинчиваться в многогранную гайку 27, в данном случае четырехгранную, которая без возможности проворачивания закреплена в блоке 22 фиксации.
На Фиг. 4 показано подетальное изображение первого предпочтительного примера выполнения упомянутой предохранительной муфты 28, которая выполнена в виде сцепной муфты с храповыми зубьями как часть приводного механизма приводных средств 9. В приводном механизме находится уже упомянутое, выполненное как червячное колесо приводное колесо 29, которое в данном случае образовано как пластиковый элемент, полученный литьем под давлением, и входит в зацепление с не показанным здесь ведущим шнеком, который в свою очередь может приводиться от электродвигателя. В собранном состоянии приводное колесо 29 сидит на цилиндрическом участке 30 выходного вала 31, на котором в свою очередь сидит без возможности проворачивания уже упомянутый в связи с Фиг. 2 шкив 15 ременного привода. Указанный выходной вал 31 (при проскальзывании предохранительной муфты) может свободно поворачиваться относительно приводного колеса 29.
Указанная предохранительная муфта 28 в показанном примере выполнения содержит зафиксированный без возможности проворачивания с выполненным из пластика приводным колесом 29 диск 32 муфты, который здесь выполнен, например, из металла, и который на внутреннем периметре несет стопорные зубья 33, которые в зависимости от применения (см. общую часть описания) могут иметь асимметричную или симметричную форму зуба.
Указанным стопорным зубьям 33 в показанном примере выполнения приданы два пластиковых упругих элемента 34, 35, каждый из которых выполнен в виде цельного пластикового элемента, полученного литьем под давлением, и каждый из которых имеет центральное многогранное отверстие 37, 38, взаимодействующее с корреспондирующим многогранным участком 39 выходного вала, чтобы передавать на него крутящий момент для пуска в действие ременного привода, а тем самым и салазок.
Указанные аксиально соседние пластиковые упругие элементы 34, 35, каждый из которых является отдельной (цельной) деталью, в показанном примере выполнены идентично, что является предпочтительным, - могут быть реализованы и альтернативные, соответственно, различные геометрические формы. Эти пластиковые упругие элементы 34, 35 содержат по два диаметрально противоположных, дугообразных, соответственно, D-образных упругих участка 40, 41, которые при перегрузке радиально внутрь относительно оси поворота, соответственно, вращения пластиковых упругих элементов 34, 35 могут сжиматься радиально внутрь.
Обоими этими пластиковыми упругими элементами 34, 35 в собранном состоянии удерживаются две перекрывающие указанное аксиальное расстояние между пластиковыми упругими элементами 34, 35 оси 42, 43, на каждой из которых сидит с возможностью вращения выполненное в виде ролика тело качения 44, 45, которое с помощью пластикового упругого элемента 34, 35, соответственно, упругих участков 40, 41 нагружено упругой силой в радиальном направлении наружу, в стопорные зубья 33. Как видно на Фиг. 4, эти оси 42, 43 удерживаются в корреспондирующих приемных отверстиях 46, 47, 48, 49 в пластиковых упругих элементах 34, 35, причем эти приемные отверстия 46-49 расположены соответственно каждое в утолщении в радиально самой внешней области упругих участков 40, 41. До тех пор, пока максимальный крутящий момент не превышается, тела качения 44, 45 входят в стопорные зубья 33, так что крутящий момент передается от стороны привода, т.е. в данном случае от стопорных зубьев 33 на выходную сторону, в данном случае на многогранные отверстия 37, 38, соответственно, на соединенный с ними без возможности проворачивания выходной вал 31. Если допустимый заданный крутящий момент превышается, то тела качения 44, 45 обкатываются по стопорным зубьям 33 в окружном направлении, т.е. предпочтительно проскакивают акустически воспринимаемым образом, так что сторона привода и выходная сторона муфты проворачиваются относительно друг друга.
На Фиг. 5 показан альтернативный вариант выполнения приводного механизма 17 приводных средств 9. Здесь можно видеть ведущий шнек 50, который может приводиться во вращение посредством не показанного электродвигателя, чтобы вращать приводное колесо 29. В отличие от рассмотренного выше примера выполнения диск муфты в показанном примере выполнен как снабженный стопорными зубьями участок 51 приводного колеса 29 предохранительной муфты 28 - другими словами, эти стопорные зубья выполнены как единое целое с приводным колесом 29. Можно видеть также выходной вал 31 с насаженным с одного конца без возможности проворачивания шкивом 15 ременного привода. В отношении этого следующего или, соответственно, другого варианта выполнения следует сослаться на Фиг. 4 и с относящимся к нему описанием, в частности, в отношении принципа действия и расположения пластиковых упругих элементов 34, 35 и удерживаемых ими тел качения.
Перечень ссылочных обозначений
1 устройство
2 сосуд
3 корпус
4 узел подвода пара
5 направления по стрелкам
6 паровые сопла
7 держатель сосуда
8 направления по стрелкам
9 приводное средство
10 салазки
11 направляющая штанга
12 направляющая штанга
13 ременный привод
14 ремень
15 шкив ременного привода
16 направляющий ролик для ремня
17 приводной механизм
18 электродвигатель
19 корпус передачи
20 механизм натяжения ремня
21 блок фиксации ремня
22 блок фиксации ремня
23 натяжной механизм
24 натяжной винт
25 привод натяжного винта
26 натяжная пружина
27 многогранная гайка
28 предохранительная муфта
29 приводное колесо
30 цилиндрический участок выходного вала
31 выходной вал
32 диск муфты
33 стопорные зубья
34 пластиковый упругий элемент
35 пластиковый упругий элемент
37 многогранное отверстие в пластиковом упругом элементе
38 многогранное отверстие в пластиковом упругом элементе
39 многогранный участок
40 упругий участок
41 упругий участок
42 ось
43 ось
44 тело качения
45 тело качения
46 приемные отверстия
47 приемные отверстия
48 приемные отверстия
49 приемные отверстия
50 приводной шнек
51 снабженный стопорными зубьями участок