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Patent Searching and Data


Title:
DEVICE FOR PREPARING COFFEE POWDER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1998/040000
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a coffee grinder, for use preferably in the hotel industry, which is positioned at an oblique angle ($g(a)) to the vertical (L) and makes it possible for several coffee grinders for different types of coffee (28, 28') to be used in a minimal space. Feeding the coffee beans into the grinding mill (3) asymmetrically prevents said beans from getting jammed. Feeding in the beans in this manner is advantageous in terms of both kinetics and energy consumption, as it allows for the use of smaller electric motors without impairing grinding. The coffee grinder (1) is also well suited to adjusting the quantity of coffee powder by presetting the grinding time.

Inventors:
KARG ANTON (CH)
PUDDU RAFFAELE (CH)
Application Number:
PCT/CH1997/000106
Publication Date:
September 17, 1998
Filing Date:
March 13, 1997
Export Citation:
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Assignee:
EGRO AG (CH)
KARG ANTON (CH)
PUDDU RAFFAELE (CH)
International Classes:
A47J42/16; A47J42/18; A47J42/50; A47J31/24; (IPC1-7): A47J42/50; A47J42/16; A47J42/18
Foreign References:
DE2418473A11975-10-30
DE3021368A11982-03-25
DE3343118A11984-06-07
DE3903017A11990-08-09
DE3535119A11987-04-09
CH393654A1965-06-15
NL54458C
Attorney, Agent or Firm:
PPS POLYVALENT PATENT SERVICE AG (Geroldswil, CH)
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Claims:
Patentansprüche
1. Vorrichtung zur Aufbereitung von Kaffeepulver, beste hend aus einem Behälter für Kaffeebohnen, einem Mahl werk mit Elektromotor und einer Dosierund/oder Bremsvorrichtung für gemahlenes Kaffeepulver, wobei das Mahlwerk je eine feststehende und eine rotierende Mahlscheibe mit innenliegenden Mahlzähnen aufweist, diese Mahlscheiben relativ zueinander in ihrem Abstand verstellbar sind und die Dosierund/oder Bremsvor richtung tangential und radial, ausserhalb der Mahl scheiben vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Mahlscheiben (4 ; 5) im Lot (L) angeordnet sind oder mit dem Lot (L) einen spitzen Winkel (a) bilden, wobei die statische Zufuhr der Kaffeebohnen über einen SchuttTrichter (2) vorwiegend halbseitig zwischen die Mahlscheiben (4 ; 5) erfolgt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellvorrichtung (6,10) der einen Mahl scheibe (5) zwischen dieser und dem Stator (S) des Elektromotors vorgesehen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellvorrichtung (6,10) aus einem Lager flansch (6) mit Aussengewinde (7) und antriebsseitigem Kugellager (8) besteht, welcher Lagerflansch (6) in einem Mahlwerkgehäuse (15) axial verstellbar einge schraubt ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Mahlwerkgehäuse (15) über Verbindungsstege (15') mit einem frontseitigen Motorgehäuse (42) ver bunden ist, und dass im Randbereich des Lagerflansches (6), in Achsrichtung, Bohrungen (10) für den Eingriff eines Verstellwerkzeugs vorgesehen sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Druckfeder (19) vorgesehen ist, welche den Lagerflansch (6) in axialer Richtung bela stet.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die portionenweise Dosierung der Kaffeepulver menge über eine reproduzierbare Vorwahl der Mahldauer (T) erfolgt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass im KaffeepulverAuswurf (21) eine Federlamelle (22) als dynamische PulverBremse angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der KaffeepulverAuswurf (21') eine Zylinderform aufweist und auf einer Endseite geschlossen ist, und dass in dessen Zylindermantel (30,31) ein PulverAus lass (33,34) vorgesehen ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der KaffeepulverAuswurf (21') zwei ineinander geschobene Hohlzylinder (30,31) mit PulverAuslässen (33,34) aufweist, wobei diese während des Mahlvorgangs gegeneinander verschoben und nach diesem durch eine Drehung kongruent sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass am inneren Hohlzylinder (31) ein Vibrationsele ment (35,37) angeschlossen ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Behälter (28) wenigstens zwei Kammern (28', 28") für unterschiedliche Kaffeesorten vorhanden sind.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass dem Behälter (28) wenigstens zwei Mahlwerke (3) zugeordnet sind, welchen ein steuerbarer Schwenktrich ter (29,29') nachgeschaltet ist.
Description:
Vorrichtung zur Aufbereitung von Kaffeepulver Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Aufbereitung von Kaffeepulver, bestehend aus einem Be- hälter für Kaffeebohnen, einem Mahlwerk mit Elektromotor und einer Dosier-und/oder Bremsvorrichtung für gemahlenes Kaffeepulver, wobei das Mahlwerk je eine feststehende und eine rotierende Mahlscheibe mit innenliegenden Mahlzähnen aufweist, diese Mahlscheiben relativ zueinander in ihrem Abstand verstellbar sind und die Dosier-und/oder Bremsvor- richtung tangential und radial, ausserhalb der Mahlscheiben vorgesehen ist.

Elektrische Kaffeemühlen mit einer portionenweisen Dosie- rung des Kaffeepulvers sind notorisch bekannt und finden vorwiegend in Kaffeeautomatem im Gastgewerbe aber auch in zunehmenden Masse in Büros und Privathaushalten Anwendung.

Diese bekannten Vorrichtungen zur Aufbereitung von Kaffe- pulver sind relativ voluminös und/oder verursachen durch die Umlenkung des Bohnen-und/oder Pulverflusses mit den dazu nötigen Schaltelementen störenden Lärm. Die Zufuhr der Kaffeebohnen erfolgt konzentrisch über einen zentralen Trichter im Bereich der Rotationsachse der Mahlscheiben, was aufgrund der gedrängten Platzverhältnisse sogar zum Blockieren des Mahlwerks führen kann, insbesondere dann wenn die Kaffeequalität ungenügend ist.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine be- triebssichere Vorrichtung zu schaffen, welche die Nachteile des Stands der Technik nicht aufweist, einen optimalen Ma- terialfluss besitzt und keine störenden Geräusche bei der Portionierung und/oder dem Pulver-Auswurf verursacht.

Es ist ebenfalls Aufgabe der Erfindung, die Bauhöhe der Vorrichtung gering zu halten, bzw. diese so zu gestalten, dass sie einer bestehenden Brühgruppe in einem Kaffeeauto- maten platzsparend zugeordnet werden kann.

Erfindungsgemäss ist diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Mahlscheiben im Lot angeordnet sind oder mit dem Lot einen spitzen Winkel bilden, wobei die statische Zufuhr der Kaf- feebohnen über einen Schutt-Trichter vorwiegend halbseitig zwischen die Mahlscheiben erfolgt.

Die Zuführung der Kaffeebohnen gemäss den Merkmalen des An- spruchs 1 verringert die Gefahr eines Blockierens der Mahl- scheiben, gelangen doch die Bohnen, als Folge der im Lot wirkenden Schwerkraft, vorwiegend in den unteren Bereich des Mahlwerks, so dass genügend Raum zu deren Verdrängung und Verteilung über beide Mahlscheiben verbleibt. Zusatz- lich kann die Antriebsleistung des Elekromotors verringert werden, arbeitet doch die Kaffeemühle mit einem geringeren, erforderlichen Drehmoment.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass durch eine Vorwahl der Mahlzeit die Reproduzierbarkeit der Kaffeepulvermenge verbessert ist, gegenüber einer koaxialen Zuführung der Bohnen.

In nachfolgenden abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstands beschrieben.

Die notwendige Bauhöhe wird durch die Vorrichtung nach An- spruch 2 beträchtlich reduziert, erlaubt sie doch den an sich freien Bereich zwischen dem Stator und dem Mahlwerk zu nutzen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die beim Betrieb der Kaffeemühle entstehende Wärmedehnung durch das Mahlwerkgehäuse aufgenommen wird ; der Mahlspalt zwischen den Mahlscheiben verändert sich nicht.

Besonders vorteilhaft und wirtschaftlich zu realisieren ist die Verstellvorrichtung nach Anspruch 3.

Die Ausgestaltung nach Anspruch 4 lässt eine sehr einfache Einstellung mittels eines einfachen Verstellwerkzeugs-ei- nem zylindrischen Stift-zu.

Durch den Einbezug einer Druckfeder, Anspruch 5, wird das axiale Lagerspiel ausgeglichen ; das Mahlwerk hält seine einmal eingestellte Einstellung bei, Wärmedehnungen werden kompensiert. Zudem gewährleistet die resultierende Verrie- gelung der Verstellscheibe die Einhaltung ihrer Lage auch bei Vibrationen.

Bewährt hat sich eine Dosierung der Kaffeepulver-Menge durch die Einstellung der Mahlzeit gemäss Anspruch 6.

Die kinetische Energie des frischgemahlenen Kaffeepulver ist aufgrund der an der rotierenden Mahlscheibe resultie- renden Zentrifugalkräfte sehr gross ; eine Lamelle aus Fe- derstahl, Anspruch 7, nimmt einen wesentlichen Teil der En- ergie auf und verhindert das Verunreinigen einer nachge- schalteten Kaffeemaschine.

Der Kaffepulver-Auswurf nach Anspruch 8 ist eine bevorzugte Ausführungsform ; er nimmt die gesamte kinetische Energie des gemahlenen Kaffeepulvers auf und füllt sich bei ge- eigneter Dimensionierung, ohne dass ein Rückstau auf das Mahlwerk erfolgt.

Durch zwei ineinander geschobene Hohlzylinder gemäss An- spruch 9 ergibt sich eine Art Schlitz-Verschluss, welcher leicht bewegt werden kann, auch bei feinem Kaffeepulver.

Durch das Vibrationselement-beispielsweise ein durch einen kleinen HF-Generator gespeistes Piezoelement-lässt

sich die Entleerung des Kaffeepulver-Auswurfs verbessern, Anspruch 10.

Insbesondere bei grösseren Kaffeeautomaten besteht der Wunsch nach dem Einsatz von zwei oder mehr verschiedenen Kaffeesorten, so dass sich die Unterteilung des Behälters nach Anspruch 11 als zweckmässig erweist.

Besonders wirtschaftlich ist der Einsatz eines steuerbaren Schwenktrichters nach Anspruch 12, so dass sich die nachge- schaltete Brühgruppe vereinfachen lässt.

In nachfolgenden Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes näher erläutert. Es zeigen : Fig. 1 ein praktisch realisiertes Ausführungsbeispiel von zwei in einem Kaffeeautomaten angeordneten Kaffeemühlen Fig. 2 Einzelheiten einer der beiden Kaffeemühlen Fig.

1, Fig. 3 eine Weiterentwicklung eines gesteuerten Kaffee- pulver-Auswurfs mit einem Vibrationselement und Fig. 4 eine Schnittdarstellung senkrecht zur Längsachse der Fig. 3, bei geschlossenen Auswurf-Schlitzen.

In nachfolgenden Figuren sind gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern versehen.

In Fig 1 sind mit 1 Kaffeemühlen bezeichnet. Diese sind rechtwinklig zueinander, in einem Winkel a von 45° zum Lot L angeordnet und mit ihren beiden Schutt-Trichtern 2 über eine Wählscheibe 27 an einen Bohnen-Behälter 28, mit zwei Kammern 28', 28", angeflanscht.

Im weiteren sind in Fig. 1 ein Mahlwerk 3 mit zwei Mahl- scheiben 4 und 5 angedeutet, welches sich in einem Mahl- werkgehäuse 15 befindet. In einer Aussparung im Gehäuse 15, gebildet durch Verbindungsstege 15', ist ein Teil eines drehbaren Lagerflansches 6 mit Bohrungen 10 ersichtlich.

Beide Mahlwerke 3 weisen gleichartige Kaffeepulver-Auswürfe 21, mit gestrichelt eingezeichneten Federlamellen 22 und 22'auf. Die Auswürfe 21 münden in einen Schwenktrichter 29 mit Verstellmechanismus 29', welcher darunterliegende Brühkammern-nicht dargestellt-beschickt.

Die Darstellung Fig. 2 zeigt die rechtsseitig angeordnete Kaffeemühle 1 in einer Teilschnitt-Darstellung. Ersichtlich sind wiederum-linksseitig-der Kaffeepulver-Auswurf 21 mit seiner Federlamelle 22, welche auch in ihrer, in Pfeil- richtung ausgelenkten Auswurfstellung 22'angedeutet ist.

Randseitig sind die einander gegenüberliegenden Verbin- dungsstege 15'des Gehäuses 15 zu sehen ; im Innern der La- gerflansch 6 mit seinem axialen Bohrungen 10, darüberlie- genden als Vertiefungen ausgebildeten Rasterungen 24. Der Lagerflansch 6 ist mit einem Aussengewinde 7 versehen und in ein Innengewinde 16 des Mahlwerkgehäuses 15 einge- schraubt. Auf der zentralen Motorwolle 9 sitzt ein handels- übliches Kugellager 8, welches mit seinem Aussenring im La- gerflansch 6 gelagert ist. Darüber befindet sich, in einer grösseren Bohrung des Lagerflansches 6 ein Montage-Flansch 11, auf welchem die untere, rotierende Mahlscheibe 5 des Mahlwerks 3 mit drei peripheren Fixier-Schrauben 14 zen- triert befestigt ist. In geringem Abstand darüber befindet sich die feststehende Mahlscheibe 4 mit ihren Fixier- Schrauben 14', welche im oberen Mahlwerk-Flansch 17 zen- triert festgeschraubt ist. Die Mahlscheiben 4 und 5 sind in an sich bekannter Weise mit Mahlzähnen 23 versehen.

Der Montageflansch 11 ist seinerseits mit seiner Zentrier- bohrung 12 und einer Zentralverschraubung 13 auf der Mo- torwelle 9 fixiert.

Der darüber befindliche Schutt-Trichter 2 ist durch eine strichpunktierte Linie angedeutet ; die Zuführung für Kaf- feebohnen KB ist mit 18 bezeichnet.

Der Fig. 2, in Verbindung mit Fig. 1, ist zu entnehmen, dass die Kaffeebohnen KB lotrecht, d. h. als Folge der Schwerkraft halbseitig zwischen die Mahlscheiben 4 ; 5 nach- rutschen und dass dementsprechend für deren Verdrängung im oberen Teil des Mahlwerks 3 Platz vorhanden ist, so dass diese sich nicht verklemmen können.

Im weiteren befinden sich auf dem tellerförmigen Lager- flansch 6 Vertiefungen, welche eine Rasterung 24 ergeben, in die drei radial angeordnete, bombierte Bolzen 20 ein- greifen und die durch Federn 19 belastet sind.

Seitlich am notorisch bekannten Motor der Kaffeemühle 1 be- findet sich ein Klemmenkasten mit Elektro-Anschlüssen 25, welche zu einer zeitlich gesteuerten Speisequelle T geführt sind.

Aus Fig. 2 lässt sich ersehen, dass durch Verdrehen des La- gerflansches 6 mittels eines-beispielsweise-zylindri- schen Stiftes dieser mit seinem Kugellager 8, der Welle 9 und der Mahlscheibe 5 in seiner Lage zum Stator S, bzw. Mo- torgehäuse 42 in Pfeilrichtung axial verschoben wird und dass dabei die bombierten Bolzen 20 zeitweilig aus der Ra- sterung 24 gehoben werden.

Dies bewirkt eine gezielte Einstellung des Mahlgrades und verhindert zudem ein ungewolltes Verstellen bei Vibratio- nen.

Die Dosierung der Pulvermenge erfolgt vorzugsweise durch eine zeitliche Steuerung der Mahldauer durch eine geeignete Speisequelle T mit einem notorisch bekannten Impulszähler.

Die Verbindung zur Speisequelle T erfolgt über steckbare Anschlüsse 25.

Es ist ebenfalls Fig. 2 zu entnehmen, dass die Federlamelle 22 eine dynamische Bremse für das frischgemahlene und aus dem Mahlwerk 3 geschleuderte Kaffeepulver darstellt und dass sich diese dadurch in Pfeilrichtung auslenkt, gemäss der gestrichelt gezeichneten Federlamelle 22'.

Der Kaffeepulver-Auswurf 21', gemäss Fig. 3, stellt gegen- über dem Auswurf 21 eine Verbesserung dar, erlaubt er doch dessen vollständige Entleerung.

Dieser Auswurf 21'ist an einem leicht gegenüber Fig. 2 ge- änderten Mahlwerkgehäuse 15"über einen Flansch 30'ange- bracht und weist ein Auswurf-Rohr 30 auf, in dessen Innern, drehfähig gelagert, ein Auswurf-Zylinder 31 eingeschoben ist. Der Auswurf-Zylinder 31 besitzt eine Ringnut 41, in welcher eine Wellensicherung 40 (Seger-Ring) eingefügt und der auf seiner Gegenseite durch einen Schwenkhebel 32 axial gesichert ist.

Das Auswurf-Rohr 30 und der Auswurf-Zylinder 31 weisen Aus- wurf-Schlitze 33 bzw. 34 auf die durch ein Schwenken gemäss Fig. 4 verschlossen, bzw. gemäss Darstellung Fig. 3 geöff- net werden. Dieser Vorgang erfolgt über einen Schwenkarm 39, der in Pfeilrichtung, Fig. 4 mit einem Elektromagneten verbunden ist und den Schwenkhebel 32 um zirka 90° ver- dreht.

Zur verbesserten Entleerung des Kaffeepulver-Auswurfs 21' ist dieser nach Fig. 3 mit einem Vibrationselement 35, mit aufgesetztem Piezo-Element 37 ausgerüstet, welches über ein Speisekabel 38 mit einem bekannten HF-Generator G verbunden

ist, mit dem das Piezo-Element 37 und das Vibrationselement 35 in Resonanz schwingen.

Während das Ausführungsbeispiel auf eine Dosierung durch eine Vorgabe, bzw. Vorwahl der Mahlzeit ausgerichtet ist, lässt sich der Erfindungsgegenstand ebenso in Verbindung mit volumetrischen Dosiervorrichtungen anwenden.

Eine bevorzugte Verwendung findet die in Fig. 1 darge- stellte Konstruktion in einem sehr kompakten und anspre- chend gestalteten Kaffeeautomaten für das Gastgewerbe, gemäss der parallelen Patentanmeldung (u. Z. 21273 PCT).

Bezeichnungsliste 1 Kaffeemühle 2 SchUtt-Trichter 3 Mahlwerk 4 feststehende Mahlscheibe 5 rotierende Mahlscheibe (verstellbar) 6 Lagerflansch 7 Aussengewinde 8 Kugellager 9 Motorwelle 10 Bohrungen (Verstellung) 11 Montage-Flansch 12 Zentrierbohrung 13 Zentralverschraubung 14,14'Fixier-Schrauben 15 Mahlwerkgehäuse 15'Verbindungsstege an 15 16 Innengewinde 17 Mahlwerk-Flansch 18 Zufuhr-Bohrung 19 Druckfedern 20 Bolzen (bombiert) 21 Kaffeepulver-Auswurf 21'Kaffeepulver-Auswurf (mit Schlitzverschluss) 22 Federlamelle 22'Federlamelle ausgelenkt 23 Mahlzähne (Zähne von 4 ; 5) 24 Rasterung (Vertiefungen in 6) 25 Elektro-Anschlüsse 26 Abstreiff-Nocken (drei) 27 Wahlscheibe 28 Bohnen-Behälter 2 8'1. Kammer 28"2. Kammer 29 Schwenktrichter

29'Verstellmechanismus für 29 30 Auswurf-Rohr (fixiert) 31 Auswurf-Zylinder (schwenkbar) 32 Schwenkhebel 33 Auswurf-Schlitz in 31 34 Auswurf-Schlitz in 30 35 Vibrationselement 36 Klemmring 37 Piezo-Element 38 Speisekabel 39 Schwenkarm 40 Wellensicherung (Seger-Ring) 41 Ringnut 42 Motorgehäuse a Winkel (zwischen Lot und Mahlwerkachse) G HF-Generator KB Kaffeebohnen L Lot S Stator T Speisequelle (zeitlich gesteuert)