专利名称:制做球形食品的机器的制作方法总体上来说，本发明是涉及制做一种由面皮和馅料所组成的球形食品的机器，更具体地说，是涉及到通过挤缩连续输入的、由面皮和馅料所组成的圆柱形原料来使球形食品成形，又不会使馅料露出或流出面皮的机器。初期公开号为85 17 8/85的日本实用新型专利中公开了一种切割器，该切割器包括数个安装在导向件中的挤压件和使这些挤压件滑动的机构，由此来切割条形食品。在该实用新型的切割器中，借助于挤压件来切割由单一成分组成的条形食品。每个挤压件都很细薄，为了平滑地切割食品，在其内端有一个锋利的刃。美国专利NO.4251201公开了一种挤压机器，其中通过一个光圈式阀门将其多边形的孔口打开和关闭，来切割由馅料和包皮原料组成的伸入孔口的食品。光圈式阀门由数个周向布置的叶片件组成，这些叶片件通过在径向方向上施加的力来打开和闭合孔口。叶片件相互交叠构成孔口，因此每个叶片件的厚度必然受到限制，孔口也不能完全关闭。此外，由于孔口必须由薄叶片件内端处形成的利刃围成，当利刃切割食品时，叶片件容易穿透食品，从而很容易使馅料露出来，而且，食品也往往在叶片件之间粘住。申请号为NO.90074的美国专利公开了一种制做由面皮和馅料组成的球形食品的机器和方法。在该机器中，圆柱形原料连续地输入并通过至少包括三个可滑动部件组成的组件的开口。这些滑动部件按照相互之间的滑动关系进行组装，并使其向内和向外滑动以关闭和打开上述开口，由此来使球形食品成形。如图19所示，每个滑动件(101)的两个向内布置的滑动表面(103，105)之间形成一个刃口(110)，邻近该刃口处有一个沿着刃的方法逐渐变尖的楔形部分(102)。由于这种结构，从而可以切割连续输入的圆柱形原料，而不会露出馅料，同时面皮被带入圆柱形原料被切割的地方。在这台机器中，部件(101)的楔形部分(102)具有恒定负梯度的斜边(107)。于是，如果面皮由相对较粘的材料组成，那么这些部件提供的与圆柱形原料相接触的面积比必需的面积更宽，结果导致面料可能粘在这些部件上。此外，这样宽的接触面积容易将过量的面皮带到面皮切割处，从而导致球形食品的面皮厚度不均匀或者使一部分面皮从球形食品的其余部位上凸起。因此，当通过切割连续输入的原料而制做由面皮和馅料组成的球形食品时，就需要这样一种机器和方法，它能够完全关闭开口，而不会有馅料或面皮粘到切割器上或粘到构成切割器的部件上，并且馅料由厚度均匀的面皮包住。本发明的一个目的是提供一种机器，在该机器中，含有馅料的圆柱形原料被切割以形成由面皮和馅料组成的球形食品。本发明的另一个目的是提供一种机器，在该机器中，连续输入的圆柱形原料被切割，而使馅料由厚度均匀的面皮完全包住(即使面皮非常粘或软)，从而连续制做成形的球形食品。本发明还有一个目的是提供一种机器，在该机器中，以没有馅料和面皮粘到切割器上的方式切割连续输入的圆柱形原料，并且其操作适应于成批生产。根据本发明的观点，提供一种制做由面皮和馅料组成的球形食品的机器，该机器包括a)一个至少由三个周向布置并且相互之间按照滑动关系装配的部件组成的组件，b)一个位于所述组件的中心、由所述部件围成的开口，c)用于将由面皮和馅料组成的圆柱形原料连续供入并使之通过所述开口的装置，d)一种能在与所述圆柱形原料的纵轴相垂直的方向上使所有部件向内和向外滑动，以关闭和打开所述开口的装置。所述部件中的每一个部件都包括两个相互邻接并在其间形成一个刃口的滑动表面，相邻部件的毗连滑动表面沿着这些表面是可滑动的，和一个在邻近所述的刃口地方形成的楔形部分，其特征在于其上表面在所述刃口的方向上布置有不同倾斜度或梯度的区域。在本发明中，至少有三个可滑动部件从至少三个方向上将力施加到圆柱形原料上，而其中的滑动部件形成圆形的、向内指向且带有一个能使圆柱形原料容易通过的内开口的切割器。一个部件的一个滑动表面在另一个部件的一个滑动表面上滑动，从而接触正在通过开口的圆柱形原料的表面，这样滑动部件逐渐挤缩圆柱形原料并将其切割下来。
由于力是沿着部件的滑动轨迹施加到圆柱形原料上的，而这些轨迹在与圆柱形原料的圆周相切的方向上偏离，因此，圆柱形原料不承受向心作用力，并且由于滑动表面和面皮表面之间的摩擦力，容易使邻近滑动表面的面皮流到它被切割的部分。而且，由于当圆柱形原料受切向力而使其被挤缩时，滑动表面与圆柱形原料的接触面减小，以致于圆柱形原料不会承受可能使切割器穿透它的力。
此外，根据本发明，通过改变楔形部分处斜面的倾斜度或梯度，滑动表面与圆柱形原料相接触的面积开始时迅速减小，然后平缓地减小。结果使接触面积达到最小，但又不会阻碍滑动表面提供足够的力使面料带到开口的中心。与圆柱形原料相接触的滑动表面部分将面料带到开口的中心，面料在那里将被切割。这样做，馅料很容易地沿着圆柱形原料的轴向分开，而面皮完全包住馅料。这是因为面皮和馅料的流变特性之间存在差异。在切割过程开始时，滑动表面(或许不是楔形部分，或许是楔形部分)与圆柱形原料接触，并且接触面积最大，以致于使足够大的力施加到圆柱形原料上，以便在滑动表面的滑动方向上带着面料并使之进入切割面料的地方，从而分离馅料。由于楔形部分的斜面很陡，滑动表面与圆柱形原料接触的面积迅速减小。由于滑动部件在刃口(10)附近变得很薄，当使开口收缩时，圆柱形原料被滑动部件的相对较薄的部分围住。此时，开口中心只充有面皮。滑动部件通过它们向内的滑动切入圆柱形原料中，使开口关闭。换言之，在将足够的面料带到切割圆柱形原料的区域后，滑动部件的厚度开始减小，以便将馅料从上述区域中挤出。然后，滑动部件迅速减小它们的厚度，以致于在切割过程期间，与圆柱形原料相接触的总面积大大减小，并且没有额外的面料被带入这个区域。因此，避免了面料粘在部件上和过量的面料堆集在切割圆柱形原料的区域，从而提供了具有均匀的面皮的球形食品。
下面参考附图描述本发明的第一实施例。
在图1中，示出了切割器组件的一个滑动部件(1)。部件(1)是一个六面体，它有两个相对的梯形表面，即上表面和下表面，和具有高度为a的四个侧表面。其中两个侧表面构成相邻接第一和第二内滑动表面(3和5)。第三个侧表面是一个外滑动表面(9)。所有这些滑动表面都是垂直的。两个内滑动表面(3和5)在刃口(10)处相交接。邻近刃口(10)的区域在刃口(10)的方向上变尖，形成一个楔形部分(2)。切割由两个相接的内滑动表面(3和5)和部件(1)的上、下表面形成的角而构成了这个楔形部分。从图1中可见，上、下表面都被切去一部分形成两个斜面。在本实施例中，被切割的面皮可以是一种高粘性的物料，在向着刃口(10)的方向上楔形部分(2)具有负梯度的弧形斜边(7)。每条斜边在远离刃口(10)的地方有一段急剧变化梯度的部分(4)，而在靠近刃口(10)的地方有一段平缓梯度的部分(6)，这样与圆柱形原料相接触的面积开始时迅速减小，然后逐渐减小。例如部件(1)的高度a可为30毫米，弧线(7)的半径可为15毫米。楔形部分的下表面的斜面没有也行，不会有什么害处，这主要取决于具体情况，尤其是如图11所示，当有装置被用来在升高的位置上接放球形食品，然后与圆柱形原料下降同步地使球形体下降时，上述所说的斜面没有是可以的。在这样的情况下，我们很容易地理解到刃口(10)与滑动部件的下表面相连接，并且上表面的斜面的最低点将靠近下表面。如图2所示，当数个部件(1)装在壳体(11)内形成一个组件(12)时，在这里，外滑动表面和不是内滑动表面的另一个表面与壳体(11)的内壁面相接触，每个部件的一个内滑动表面(3)的一部分围成一个开口(14)。部件(1)可在箭头S所指方向上移动，它的移动是借助移动固定地安装在其中一个部件(1)上的一个支杆(25)来完成的，如图9所示。下面将更详细地作解释。当支杆(25)移动一个部件(1)时，每个部件的外滑动表面(9)将在壳体(11)的内壁面上滑动，从而迫使其它部件的外滑动表面(9)沿着壳体(11)的内壁面一起滑动。内滑动表面(3)向内露出部分组成壁(13)，这些壁(13)构成了开口(14)。当开口(14)完全打开时，开口(14)的横截面足够宽能让由面皮(17)和馅料(19)组成的圆柱形原料(15)通过。按顺序地参看图2至图4和图5至图7，可以看出当每个部件(1)的外滑动表面(9)滑动时，前面一个部件的第二内滑动表面(5)将在与它相邻的后面部件的第一内滑动表面(3)上滑动，因此，导致刃口(10)向里移动。这些滑动运动使得开口(14)的面积减小。当圆柱形原料(15)伸入并且通过开口(14)时，如图2和图5所示，使部件(1)在S方向上滑动，那么滑动表面(3)向内露出部分在偏离圆周方向上对圆柱形原料施加挤缩力，这个力是沿着部件滑动的轨迹方向上施加的。当部件(1)滑动到如图3所示的位置上时，开口(14)关闭到如图3和图6所示的程度，使得圆柱形原料(15)被相应地挤缩。当部件(1)滑动时，部件的滑动表面(3)的部分向内露出表面组成的壁(13)与圆柱形原料的外表面相接触，如果每个部件的滑动距离越大，那么与壁(13)相接触的圆柱形原料的外表面积被挤缩的面积越多。这样由于开口面积的减小，与圆柱形原料相接触的壁(13)的面积也减小。
组件中的部件的切割过程在这里将更详细地描述。输送机(图中没画出)连续地输送圆柱形原料(15)，并让圆柱形原料通过开口(14)，在切割过程开始时，圆柱形原料被各滑动表面(3)的一部分所围住，这时圆柱形原料与滑动表面的接触面积最大。由于存在楔形部分(2)的斜边(7)，随着壁(13)在S方向上挤进，围住圆柱形原料的壁(13)的高度迅速减到高度a′，然后逐渐减至高度a″。所以，随着滑动部件的向内移动，与圆柱形原料相接触的壁面积最初迅速减小，然后逐渐减小。由于面皮(17)和馅料(19)的流变特性的差异，容易使馅料(19)在箭头m所指的圆柱形原料的轴向方向上移动，从而面皮被带入圆柱形原料被切割的开口中心部位。
如图8所示，在一个普通的装置里，使用了楔形刀刃，当刀刃向内方向移动时，这些刀刃插入馅料(19)，如箭头S′所指方向，从而增加了与圆柱形原料相接触的刀刃面积。在本发明中，在部件的滑动期间，圆柱形原料受到来自于滑动表面(3)组成的壁(13)的力的作用，此力是沿着滑动表面(3)的移动轨迹，在与圆柱形原料表面相切的方向上施加的。圆柱形原料切割完后，组件的滑动部件迅速返回到它们的最初位置上，以便从圆柱形原料上切割出下一个球形体。在此过程期间，由于在面皮和滑动表面(3)的壁(13)之间存在摩擦力，导致面料在S方向上流动，使得馅料在两个相反的方向m上分离。如图7所示，壁面的高度减小到a″以前，开口(14)仅仅被面皮填塞，而馅料已经被移至开口(14)的两侧。当开口(14)完全关闭时，如图7所示，圆柱形原料最后被切割下来，制成一个球形食品(21)。
应该注意到，与面皮相接触的壁的高度越高，面皮被带入开口(14)中心的量就越多。相反，壁的高度越小，在两个相反的方向方向m上面皮被挤离开口(14)的量就越多。因此，最好是在切割过程的开始就把壁面高度保持在一个适当较高的高度，使得能将足够量的面料带入切割区域，然后使高度迅速减小。在壁的高度减小到容易穿过面皮的高度以前，如图6所示，开口(14)中已填有面料。一旦开口(14)填有面料，壁就能容易地切入圆柱形原料，而不使馅料露出来。因此，如图7所示，壁的高度逐渐从a′减到a″，使得开口能完全关闭，并且球形食品能从圆柱形原料上切割下来。因此，与部件相接触的面料面积应尽可能小，避免面料粘到部件上而使馅料露出来。根据本发明，在有足够的面料被带入切割部位以后，与圆柱形原料相接触的壁面面积开始迅速减小，馅料开始分离。过多的面料常常在球形食品上在它被切割区域处形成凸起或者形成厚壳部分。本发明避免了上述缺陷的产生，而能制做出馅料由均匀的面皮包住的球形食品。
如图9，图10和图11所示，本发明的机器有一个底座(20)，一个切割装置(23)，一个圆柱形原料输送装置(51)和一个带式输送机(53)。切割装置(23)由一个框架(40)，一个安装在框架(40)上的用于组装部件(1)的壳体(11)，和一个滑动杆(27)组成。框架(40)可以沿着安装在底座(20)上的支承轴(41)上、下滑动，这在后面将加以说明。支杆(25)通过在壳体(11)上制成的槽口与其中一个部件(1)的外滑动表面(9)相连接，支杆(25)的另一端固定在滑动杆(27)上。而滑动杆(27)的一端与曲柄连杆(29)的一端相连接。曲柄连杆(29)的另一端借助于一个销轴可转动地连接到转盘(31)边缘的某点处。转盘(31)与一个齿轮同轴地固定连接，该齿轮可由装在底座(20)上的托架(32)支承着的一个滑动齿轮(33)带动旋转。滑动齿轮(33)经过其轴(34)和齿轮(35)和(37)由马达(39)驱动旋转。当马达(39)开始旋转时，使得滑动杆(27)前、后往返移动，以至使部件(1)在壳体(11)内滑动。
短轴(49)的一端被固定在切割装置(23)的一端上，短轴(49)的另一端可转动地与曲柄杆(47)的一端相连接，曲柄杆(47)的另一端可转动地与一个销子(44)相连接。而销子(44)的另一端被固定在转盘(45)的圆周附近的某点处。此转盘(45)与一个马达(43)相连，并可由马达带动旋转，这样就可使曲柄杆(47)作上、下移动，从而使得切割装置(23)作往复的下降和上升运动，并且这个运动和切割操作保持同步。设计成这样的垂直往复运动可使切割装置(23)在一个预定位置上有效地切割连续下降的圆柱形原料。
带式输送机(53)由一个输送机机架(54)，滚筒(48)(55)和(57)，两个张紧辊(52)，一条输送带(50)和一台驱动带式输送机(53)的马达(图中未示出)组成。
供给装置(51)可连续供给圆柱形原料(15)，并且在垂直于圆柱形原料(15)的轴向方向上被切割装置(23)挤缩和切割，从而制做出球形食品，并由带式输送机(53)把这球形食品输送到下一个工位。
在图11中，可以看到借助于安装在底座(20)上的输送机提升装置(46)可以使带式输送机(53)的一端作上、下运动，并且保持与切割装置(23)的组件的运动同步，使得滚筒(57)绕滚筒(55)作摆动，从而避免从切割装置(23)分离出来的在一定高度上的球形食品(21)落下时而产生的变形。
图12中示出了第二个实施例中组成组件的部件(11)中的一个。应该注意到除了楔形部分的斜面以外，部件(11)的其它部分与图1中的部件(1)相同。在这个实施例中，楔形部分(2)包括较陡的线性负斜率的斜边(114)和水平的线性端部(116)，使得在朝着刃口(10)的方向上，与圆柱形原料相接触的面积开始时迅速减小，然后逐渐减小，以使总接触面积达到最小。为了达到上述结果，可用具有平缓的线性负梯度的斜边代替楔形部分(2)的水平段(116)。
在本发明中，如图13至图16所示，可以使用各种其它形状的滑动部件。在图13中，组件(76)由四个直角平行六面体部件(77)组成，每个部件(77)在一个角上有一个在垂直剖面上是一条直边的削去部分(79)，有滑动表面(78)和(87)，和一个刃口(80)。每个部件的滑动表面(78)的一部分形成数个壁(81)，并围成一个开口(83)，每个部件都在S方向上滑动。当开口(83)关闭时，这些部件的位置如图14所示。
如图15所示，一个组件可由三个平行六面体部件组成，每个部件都有一个在垂直剖面上是一条曲边的削去部分(85)，有滑动表面(86)和(92)，和一个刃口(88)。由每个部件的滑动表面(86)形成的壁面围成一个开口(91)，每个部件都在S方向上滑动。当开口(91)关闭时，这些部件的位置如图16所示。
然而，这样的组件并不总是由相同的多面体部件组成。如图17和图18所示，一个组件可由三对不同形状的多面体的部件所组成。每个部件都有曲面(94)，滑动表面(95)和(96)，和一个刃口(97)，这和其它的实施例一样。这样，每个部件在S′方向上滑动，使得开口(98)关闭。当开口(98)关闭时，这些部件的位置如图18所示。在这个实施例中，为了使滑动过程平稳，用了两个支杆(99和100)，其一端固定在滑动杆上，另一端分别与一对部件相连接。但是，这个操作也可由与其中一个部件相连接的一个支杆来完成。
在本发明中，对圆柱形原料的挤缩是当与圆柱形原料表面相接触的壁面积开始时迅速减小，然后逐渐减小，以及在部件向内运动期间进行的。由于与圆柱形原料相接触的滑动表面的总面积减小，使得面料粘附在部件上的可能性减至最小。另外，由于在足够量的面料被带入圆柱形原料被切割的区域后，接触面积慢慢地减小，从而不会有过多的面料被带入切割区域。所以，即使面皮材料的粘性很高，本发明的机器也可以制做具有均匀厚度的面皮的球形食品。
虽然参考几个优选的实施例，已经对本发明的机器作了介绍，可以看到在本发明的范围和宗旨内可进行各种改变和改型。
附图的简要说明图1是一个构成本发明第一个实施例的组件的其中一个部件的透视图。
图2、3和图4是第一个实施例的组件俯视图。它包括一个壳体，数个滑动部件，以及在一个滑动循环之前、期间和之后，滑动部件的位置关系。
图5、6和7是分别与图2、3和4相对应的横断面图，用于说明第一个实施例的滑动部件的表面挤缩圆柱形原料的过程。
图8示出了由先有技术的楔形刀刃切割圆柱形原料的过程。
图9是本发明机器的一个实施例的平面示意图。
图10是在图9中示意的实施例的正面示意图。
图11是上述实施例的侧面示意图。
图12是一个滑动部件的透视图，该滑动部件和其它相似部件一起构成了第三个实施例中的一个组件。
图13和图14描绘了由四个滑动部件组成的组件的运动情况，每个部件是一个带有楔形部分的直角平行六面体。
图15和图16描绘了由三个滑动部件组成的组件的运动情况，每个部件是一个带有楔形部分的平行六面体。
图17和图18描绘了由三对滑动部件组成的组件的运动情况。每对部件都有楔形部分，每对部件形状与其它各对部件的形状都不一样。
图19是先有技术的组件中的一个滑动部件的透视图。


一种将由面皮和馅料组成的圆柱形原料制做成由面皮和馅料组成的球形食品的机器，至少包括三个能够相互在其表面上滑动的可滑动部件，用以挤缩圆柱形原料。每个部件都有楔形部分(2和2′)，该楔形部具有斜边(7)或斜面，该斜边(7)包含梯度变化急剧的部分(4)和平缓的梯度部分(6)，以使圆柱形原料和部件之间的接触面积最小，从而将面料带到切割圆柱形原料的部位，使面料粘到部件上的可能性达到最小。