搅拌机所用的动力碗提升件、马达安装件及张紧器 【技术领域】
本发明大体涉及一种搅拌食品如生面团所用的搅拌机，更具体地说，本发明涉及具有独立的动力碗提升件的搅拌机、一种搅拌机马达安装件及相关的皮带张紧器。
背景技术
在商用的搅拌机中布置一个动力碗提升系统是已知的。在过去的技术中，动力碗提升机构的布置受到一定空间约束的限制。此外，这些系统与为进行搅拌操作所用的驱动马达机械连接，这样，为向上/向下移动碗件则需所述驱动马达运行。
在商用的搅拌机中使用皮带驱动系统也是已知的。但是，在这些机器中经常难于进行皮带的张紧。
【发明内容】
因此，为搅拌机提供一种改进的动力碗提升系统和/或一种改进的皮带张紧装置将是很有益的。
在本发明的一个方面中，一种搅拌机具有一个机头，该机头包括一个可转动的输出部件以接收一个搅拌器具。一个搅拌机体包括处于机头下面的碗接收部分，该碗接收部分在远离机头地一个较低位置和朝着机头的一个提升位置之间运动。该搅拌机中布置一个驱动组件以实现可转动输出部件的转动，该驱动组件包括与可转动输出部件操作性地相关联的一根输入轴、具有一根输出轴的驱动马达及在马达输出轴和输入轴之间延伸的一个驱动联动装置。该驱动联动装置为皮带或链之一，所述皮带或链形成包围马达输出轴和输入轴的一个环。在该搅拌机中连接有一个线性致动器以驱使碗接收部分在所述较低位置和提升位置之间进行前后运动，线性致动器的运动轴线包含在所述环中。
在本发明的另一个方面中，一种搅拌机具有一个机头，该机头包括一个可转动的输出部件以接收一个搅拌器具。一个搅拌体包括处于机头下面的碗接收部分，该碗接收部分在远离机头的一个较低位置和朝着机头的一个提升位置之间运动。该搅拌机中布置有一个驱动组件以实现可转动输出部件的转动，该驱动组件包括一个驱动马达。在该搅拌机中连接有一个线性致动器以驱使碗接收部分在所述较低位置和提升位置之间进行运动。该线性致动器和驱动马达相互独立运行，这样，即使在驱动马达停止的情况下，线性致动器也可移动碗接收部分。
在本发明的另一个方面中，一种搅拌机包括一个搅拌体和一个机头，机头从搅拌体处向外延伸出来且处于碗接收区域之上，该机头包括一个可转动的输出部件以接收一个搅拌器具。该搅拌机中布置一个驱动组件以实现可转动输出部件的转动，该驱动组件包括具有输出轴的一个驱动马达、与可转动输出部件操作性地相关联的一个输入轴、将马达输出轴和输入轴操作性地连接在一起的一个皮带结构。驱动马达与一个安装支架相连，该安装支架与一个固定支撑件可转动性地连接以使安装支架和驱动马达围绕一根转动轴线进行转动。在该搅拌机中布置有一个安全机构以阻止安装支架和驱动马达围绕转动轴线进行转动，该安全机构具有一种松开状态以使安装支架和驱动马达进行转动。在驱动马达和安装支架之间布置有至少一个振动隔离器以减小在马达运行过程中在上述两个部件之间所传输的振动。
在本发明的另一个方面中，搅拌机具有：用于接收搅拌器具的一个可转动输出部件；用于实现可转动输出部件的转动的一个驱动组件，驱动组件包括一个驱动马达，该驱动马达具有一根输出轴和一个安装组件，与可转动的输出部件操作性地相关联的一根输入轴，将马达输出轴和所述输入轴操作性地相连的一根皮带。张紧皮带的方法包括如下步骤：将安装组件可转动性地连接到一个固定支撑件上；布置具有一种安全状态和一种松开状态的安全机构，在安全状态下，该安全机构阻止安装组件和驱动马达进行转动，在松开状态下，该安全机构可允许安装组件和驱动马达进行转动；提供一个便携式张紧器具，该器具包括第一部件和第二部件，在器具的一个内螺纹部分和与内螺纹部分相配合的一个外螺纹部分之一转动时，张紧器具的第一部件和第二部件可相对运动；在安全机构处于松开状态时：将张紧器具的第一部分啮合到安装组件上以使二者一起运动，将张紧器具的第二部件啮合到搅拌机的一个固定支撑件上，以一个第一方向转动内螺纹部分和外螺纹部分之一以将安装组件和驱动马达从一个非张紧位置转动至一个张紧位置；在进行上述啮合和转动步骤之后，将安全机构置于安全状态下；将安全机构置于安全状态之后，以一个第二方向转动内螺纹部分和外螺纹部分之一，此后，将张紧器具第一部件从安装组件上松开且将张紧器具第二部件从固定支撑件上松开。
在本发明的另一个方面中，在张紧搅拌机的驱动皮带的过程中所用的便携式张紧器具包括一个杆件，该杆件具有从杆件的轴线延伸的一个凸出部，该凸出部朝着杆件的第一端布置，杆件上沿着朝其第二端布置的一部分形成有螺纹。一个导引件围绕杆件延伸且可沿着杆件运动，导引件具有从杆件的轴线伸出的一个凸出部，导引件的一端具有一个止动表面。围绕杆件布置有弹性装置以与止动表面相接触。在杆件的周围布置有一个限制器，该限制器具有一个第一端和一个第二端，所述第一端与弹性装置叠置。所述第一端面向止动表面且包括在限制器朝着止动表面运动且弹性装置被压缩时与止动表面相接触的一个部分。沿着杆件的螺纹部分布置有一个螺帽以使限制器朝着导引件止动表面运动。
【附图说明】
图1为将顶盖除去后的搅拌机的透视图；
图2为将图1中的搅拌机进行部分剖视所得的一个侧面立视图；
图3为图1中的搅拌机上部分的透视图；
图4为图1中搅拌机的控制系统的示意图；
图5表示一个驱动马达和马达安装组件的一个实施例；
图6表示处于搅拌器中的马达和马达安装组件；
图7表示与一个金属铸件相关的马达安装组件；
图8表示皮带张紧器具的后部分；
图9表示皮带张紧器具的整体视图。
【具体实施方式】
参考图1-3，图中所示的搅拌机10包括：一个基座12；一个搅拌机体13，该搅拌机体13包括从基座10向上延伸的一个立柱14；一个机头16，该机头16从立柱14向外延伸且处于一个碗接收位置18之上。该碗接收位置18可由搅拌机体13的碗接收部分20来限定，碗接收部分20具有隔开的弧形臂21，所述弧形臂21限定了一个弧形形状以与所述碗22相匹配。机头包括一个向下延伸的可转动输出部件24，该部件24可接收一个搅拌器具如打面钩、搅拌器或其他器具。机头16和立柱14的上部分通常包括一个可拆卸的盖子(图中未显示)以遮盖其中的部件。
搅拌机包括一个驱动组件26以使可转动的输出部件24进行转动。在图示的搅拌机中，驱动组件部分是由机头16中的一个齿轮系统28形成的，该齿轮系统28具有一根向上延伸的输入驱动轴30。在使用一个行星式搅拌器的情况下，齿轮系统28采取行星齿轮系统的形式，在这种情况下，可转动输出部件24围绕其自身轴线32进行转动，而轴线32绕着碗中心轴线34作轨道运动。一个驱动马达36也形成为驱动组件的一部分，驱动马达36与立柱14成线性安装定位且具有一根向上延伸的输出轴38。一个驱动联动装置40将马达输出轴38和齿轮系统输入轴30连接在一起，所述驱动联动装置40可由图示的皮带42和皮带轮44、46形成。其他的驱动联动装置也可采用链与链齿轮组合件、附加齿轮和/或杆式联动装置的形式。图中所示的驱动联动装置40是一个固定联动装置，它意味着马达输出轴38和齿轮系统输入轴30之间的传动比不发生变化。
安装的碗接收部分20可在朝着机头16的一个提升位置和远离机头16的一个较低位置之间运动，所述提升位置是在搅拌操作的过程中应用的，所述较低位置是在安装及拆卸所述碗以将搅拌器具安装在可转动输出部件24上以及将其从该部件24上拆去时使用的。从这一方面来说，碗接收部分20的弧形臂21与一个中央支撑件50相连接，该中央支撑件50在立柱14前侧的一对相间隔导轨52上向上和向下骑行。在该装置中布置有一个动力提升机构54如一个线性致动器以使碗接收部分20实现向上和向下的运动。在一个实施例中，合适的线性致动器是Warner Electric DC24-10A5系列的直流马达，行程为8”的齿轮组和ACME螺杆致动器。线性致动器的顶部56可固定在与一个机头的内铸件成一体的安装件58上，致动器的一个下运动臂或称为杆部分60可与支撑件50上的安装部62相连。在使相应的销子57或61分别延伸过顶部56和运动的杆部分60的情况下，销子57或61可与相应的安装件58、62连接。运动臂或杆部分60从一个壳体部分63中延伸出来。相对于安装件58来说，所述的一个或两个安装件的顶端可具有一个开口以接收一个紧固件，该紧固件可将一个锁盘固定到安装件中的槽上以将销子57保持在槽中。
如图所示，皮带42形成一个连续的环43，该连续的环包围马达输出轴38和齿轮系统输入轴30。此外，线性致动器54的一根运动轴线54向上延伸且包含在所述皮带环中。在从顶部或底部观察时，上安装件58也包含在所述环中。在一个实施例中，所述上部56的至少一部分处于皮带42的高度处或处于皮带42之上。前述的结构布置通过利用由皮带环43所封闭的空间而使搅拌机头中的可利用空间最大。
在一个实施例中将一个可变磁阻马达(switched reluctance motor)作为驱动马达36。希望利用可变磁阻马达是因为这种马达可在较低的运行速度下提供较高的扭矩，例如这种马达在搅拌应用中经常被用在行星式搅拌器中。在其他实施例中，也可利用交流感应马达或直流马达。
参考图4，图中显示了一个可变磁阻马达的示例性控制结构，该结构包括由控制单元72和可变磁阻(“SR”)驱动装置74形成的一个控制系统70。控制单元72包括一个以计时控制单元76和模拟控制电路78为基础的处理器或微型控制器。一个用户接口80可使使用者将所需的操作输入到控制单元72中，多个传感器S1、S2和S3与控制单元72相连且指示出搅拌器的不同部件的状况，该内容将在下文中进行描述。在一个实施例中利用了一个交流感应马达，且可利用一个变频交流驱动装置来取代可变磁阻(“SR”)驱动装置74。在一个实施例中利用了一个直流马达，且可布置一个PWM型马达转速控制器。
参考图1，一个示例性的用户接口80布置在机头16上且包括多个输入机构，所述输入机构包括：用于致动动力碗提升机构54的一个碗上/下开关82、输入所需的搅拌时间所用的一个时间输入机构84及相关LED(发光二极管)显示器86、输入所需的搅拌速度所用的一个速度输入机构88及相关LED显示器90、一个搅拌启动按钮92和一个搅拌停止按钮94。参考图1和图4，所述碗上/下开关82可以是一个双极双掷开关，向一个方向按压(例如，“碗上行”向上按压)时，该开关接通模拟控制电路78中的一个前向动力路径，而向另一方向按压该开关(例如，“碗下行”向下按压)时，所述开关接通模拟控制电路78中的一个反向动力路径，在上述的模拟控制电路78的两个动力路径中，模拟控制电路78向动力提升机构54传送动力以启动所需的向上或向下运动。时间输入机构84可以是与双向转动编码器相连的一个可转动按钮，该编码器通过标有“时间”的信号路径向计时控制器76直接输出脉冲。计时控制器76相应地驱动LED显示器86以反映出所选择的/改变的搅拌时间(例如，若干分钟和秒)。速度输入机构88可以是与一个六位置开关如一个Carling开关相连的一个转钮以通过标有“速度”的信号路径向计时控制器76提供输入。计时控制器76响应性地驱动LED显示器90以反映出所选择的速度(例如，搅拌速度1、2、3、4)。当然，在使用各种输入机构的情况下，也可利用其他类型的装置。
搅拌启动按钮92可以是连接在模拟控制电路78中的一个常开按钮开关，搅拌停止按钮94可以是连接在模拟控制电路78中的一个常闭按钮开关。
虽然可利用许多类型的传感器，但在一种简单的形式中，传感器S1、S2和S3可以是接合在模拟控制电路78中的限位开关，这些限位开关根据受监控的搅拌部件而断开或接通一个或多个信号/动力路径。例如，只有在碗接收部分20移动至其提升位置(例如，“碗在上”)时，传感器开关S1才闭合，只有将搅拌碗相对于碗接收部分20置于工作位置(例如，“碗被锁”)时，传感器开关S2才闭合，只有位于碗22和机头16之间的碗保护器处于其闭合位置(例如，“保护器接通”)时，传感器开关S3才闭合。
再次参考图4，控制单元72控制SR驱动装置74的运行。特别是，计时控制器76通过连接线100与SR驱动装置74相连通，并通过路径102向SR驱动装置74输出一个运行(RUN)或停止(STOP)指令。SR驱动装置74接收一个对路径104的紧急停止(E-STOP)指令。SR驱动装置74控制输送至SR马达36的三相电且接收来自马达36的一个转动编码器106的速度指示反馈信号及其来自温度传感器108的一个温度反馈信号。SR驱动装置74还监控输送至马达36的电流的大小。这样，SR驱动装置74可以提供马达36的闭环速度和加速度控制，并且还可以阻止马达过载并减小马达启动过程中的浪涌电流。
控制系统70可被用来进行倒计时搅拌操作和正计时搅拌操作。倒计时搅拌操作是指在由操作者设定的一段时间内进行的操作，优选利用时间显示器86显示出逐渐减少的搅拌操作剩余时间。正计时操作是指操作持续进行直至操作者停止搅拌操作(例如，按压搅拌停止按钮94)或直至除时间之外的其他因素引起搅拌操作停止(例如，所述碗移出其操作位置或碗保护器断开)。在正计时拌合操作过程中，时间显示器86优选显示出搅拌操作的增加时间。
如前所述，可向一个方向按压碗上/下开关82以闭合在模拟控制电路78中的向前动力路径(例如，“碗向上”向上按压)而向另一个方向按压以闭合模拟控制电路78中的一个反向动力路径(例如，“碗向下”向下按压)。在这种布置中，至线性致动器54的动力输送不依赖于马达36的运行。因此，线性致动器54和驱动马达36相互独立运行，这就意味着即使在驱动马达36停止的情况下，线性致动器54也可移动碗接收部分20。在所显示的实施例中，计时控制器76可选择性地给“碗提升”线路输出一个信号，或者，可影响模拟控制电路78(例如，通过闭合模拟控制电路中的一个电路路径)以选择性地允许前向动力(碗向上方向)传输至线性致动器54。
现在参考图5-7，图中显示了马达36的一个安装结构。特别是，马达36包括一个安装组件100以将马达安装在搅拌器中。图示的马达安装组件100包括与马达壳体103形成为一体且从其上延伸出的多个安装底板102。在另一种安装结构中，安装底板可通过例如焊接工艺连接到马达壳体上。安装底板102与一个安装支架104相连。为降低从马达36传输至固定支撑件的振动而布置了多个振动隔离器106，马达安装组件连接到所述固定支撑件上。该装置中还布置了振动隔离器108。通过隔离马达来隔离振动可降低在马达运行过程中产生的噪音。在所示的实施例中，安装支架104和安装底板102通过四个螺帽和螺栓的组合(图中未显示)而相互连接在一起。螺栓穿过底板和支架中的几个孔，且穿过振动隔离器106、108中的几个空心轴式孔。围绕安装支架104和安装底板102之间区域中的每个螺栓布置一个振动隔离器106，而围绕处于安装支架104相反侧上的每个螺栓的区段布置另一个振动隔离器108。在处于安装支架104和安装底板102之间的四个振动隔离器106的每个侧面布置有衬垫110、112，如图所示，衬垫114与四个振动隔离器108相邻布置。振动隔离器106、108可由任何适当的材料制成，具体材料取决于给定搅拌机结构所承受的振动特性。在一个实施例中利用一种装甲板橡胶材料来制作振动隔离器。
安装支架104包括一个上凸缘部分116和一个下凸缘部分118，所述凸缘部分分别安装在金属铸件124的安装部分120、122的上面和下面(如图7所示，在没有线性致动器安装件58的情况下)，安装支架104用作为一个固定支撑件。金属铸件124可被栓接到搅拌机体的几个垂直内支撑杆上。每个安装部分120、122分别由一对垂直间隔的臂形成，所述臂具有相对准的通孔(图中未显示)。安装支架凸缘116、118分别包括朝向一侧的相应孔126、128，孔126、128也在垂直方向上对准。孔126、128也与安装部分122的对准孔对正布置，一根杆或销子(未显示)穿过所有对准孔以形成一个枢件，安装支架104和驱动马达36即可围绕该枢件进行转动。该装置中布置有一个夹持环或夹持夹以将枢件固定在应有的位置中。每个安装支架凸缘116、118的相反面布置有相应的槽130、132，所形成的槽130、132垂直对准。槽130、132与金属铸件安装部分120的有螺纹孔相对准，两个螺栓133拧入该铸件中(见图5)，一个螺栓从顶部而另一个从底部拧入铸体。螺栓133可具有锯齿状端头。螺栓133穿过槽130而拧入铸件中，作为安全机构，以选择性地允许或阻止安装支架104和驱动马达36的转动。特别是，螺栓可被拧紧以防止转动，螺栓也可被放松至一种松开状态而允许转动。上凸缘部分116也可包括一个附加的通孔134。就如将在下文中详细描述的那样，上述转动安装机构被用于张紧皮带42。
现在参考图6、8和图9，图中显示了一个便携式皮带张紧器具150和张紧方法。皮带张紧器具150包括一个杆件152，杆件152具有从杆件152的轴线156伸出的一个凸出部154。凸出部154位于杆件152的一端158，在图示的实施例中，凸出部154是通过将杆件的端部锐弯曲而形成的。在杆件152的沿着其朝着端部162的至少一部分160上形成有外螺纹。一个导引件164围绕杆件152延伸且可沿着该杆件进行运动。在图示的实施例中，导引件164包括一个通孔且被滑动地接收在杆件152上。导引件164包括从杆件152的轴线156伸出的一个凸出部166。该导引件还包括处于其一端处的一个止动表面168。
围绕杆件152还布置有一个弹性装置170并被安置成能与止动表面168相接触。在所显示的实施例中，弹性装置是由一个Bellville弹性衬套形成的，但是，应认识到：也可利用其他适当的弹性装置如一个或多个螺旋弹簧或衬垫和波纹簧。围绕杆件152布置有一个限制件172，限制件172具有端部174、176，端部174与弹性装置170相叠置。限制件172最好可沿着杆件152滑动。在所显示的实施例中，端部174实质上是管形的以把弹性装置170接收在其中，但是，应认识到：也可对端部174作出其他可能的变更，包括：使端部174与管件152靠紧布置，以及弹性装置的尺寸可配合在端部174外面的周围。端部174面向止动表面168且包括一个部分，如果将限制件172朝着止动表面168移动，并且弹性装置170被紧紧地压紧在限制件172和止动表面168之间则所述的部分与止动表面168相接触。沿着杆件152的螺纹部分160布置一个有内螺纹的螺帽178，螺帽178具有一个端部180，它面向限制件172的端部176以与端部176相配合。另一种情况为：螺帽和限制器可互成一体。
凸出部154、166均可包括一个在其中形成的相应的环形槽182、184以易于使皮带以下文中描述的方式张紧。
在搅拌机10中，可利用下文中所述的便携式张紧器具150将皮带42张紧。杆件凸出部154配合在安装支架104内的开口中，环形槽182优选与开口134的一个边缘相接触。开口134可形成于部分马达壳体103上。导引件凸出部166与搅拌机支架的内固定板部分192的一个开口190相配合，如果需要的话，螺帽178可逆时针(从端部162向端部158观察)转动以朝着杆件端部162运动，从而可将导引件164移动至一个使凸出部166与开口190相对准的位置。优选的情况为：将环形槽184对准以使其与开口190的边缘相接触。穿过槽130、132的螺栓或其他安全机构处于松开状态时，将螺帽178顺时针转动以使螺帽178朝着杆件端部158运动。在螺帽与限制件172相配合时，弹性装置170开始在限制件172和导引件164的止动表面168之间压紧，弹性装置170的压缩产生了一个施加到杆件152上的作用力，该作用力会拉动杆件152，这样，杆件端部158就以朝着导引件164的方向运动。在发生这种情况时，安装支架104和驱动马达36顺时针方向按箭头194所示围绕枢件轴线196转动(从上向下观察)，从而使马达输出轴38和皮带44进一步远离齿轮系统输入轴30和皮带轮46，这样就增大了皮带42中的张紧力。使螺帽178有足量的转动以将安装支架104和驱动马达36从一个非张紧位置移动至一个最终的张紧位置。在一个实施例中，对于新的皮带安装机构来说，限制器172的外缘或外端174与导引件164的止动表面168相接触，对于用过的皮带张紧装置来说，限制器172的端部174以一定的距离与止动表面168相间隔。然后将穿过槽130、132的螺栓或其他安全机构置于安全状态以阻止安装支架104和驱动马达36作进一步的转动。然后，使张紧器具螺帽178再次逆时针转动以使它朝着杆件端部162运动，从而松开受压的弹性装置170。在使螺帽178进行足量转动后，导引件凸出部166的环形槽184不再被迫与开口190的边缘相接触，杆件凸出部154的环形槽182不再被迫与开口134的边缘相接触，这样就使所述的两个凸出部与相应的开口190、134松开以将张紧器具150拆卸掉。
对于确定马达36和安装支架104的最终张紧位置来说，金属铸件124的顶部分上可形成一个张力指示器，该张力指示器与安装支架104的上凸缘116的边缘部分对准以为操作者提供一个可视装置，该可视装置确定安装支架104何时转动得足够远使得在皮带42上提供了所需的张力。该张力指示器可像单个标识那样简单，上凸缘116的边缘部分与该标识相对准。更先进的张力指示器可形成为带有多个标识的刻度尺，例如，一个标识用于新皮带，而一个或多个标识用于旧皮带。得到所需皮带张紧的其他技术是利用一个扭矩扳手来转动螺帽178。
在上述的张紧操作过程中，在皮带42中所建立的张力产生一个扭矩，该扭矩使驱动马达36的上部相对于驱动马达36的下部发生转动。因此，当马达36处于非张紧位置中时，其输出轴线198的取向与它在马达36处于张紧位置中时的取向不平行。为允许马达轴线198在张紧过程中改变取向，在最初时，安装支架110和安装底板102之间的上面间隔大于其下面间隔。例如，如图5所示，可使上衬垫112稍薄于下衬垫。将穿过支架104的贯通槽132的下螺栓顺时针拧入金属铸件120中直至螺栓机头与支架的表面相接触，然后，将螺栓逆时针反转1/4圈以防止约束支架104，同时使安装支架的表面在张紧过程中与金属铸件的表面保持平行。在张紧过程中，上振动隔离器106在上述转矩的作用下稍微压缩，从而使马达输出轴线198进入一个基本垂直的取向。作为与利用具有不同厚度衬垫的一种不同方法，与下安装底板相比较，上安装底板102可被形成得距马达输出轴线198稍远。
应清楚认识到：上面只以图示和例子的形式对本申请进行了描述，但本发明并不仅限于此。对本发明可进行其他变更和修改，包括对附加的权利要求作变窄和变宽的变更和变化。