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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Mahlvorrichtung, die ein in einem Behälter angeordnetes durch einen Antrieb drehbares Mahlwerkzeug zur Zerkleinerung eines Mahlgutes umfasst. Der Antrieb umfasst einen Motor, eine durch den Motor angetriebene Welle und eine Bremsvorrichtung, mittels der eine Drehzahl der Welle durch einen Kontakt mit der Bremsvorrichtung reduziert werden kann. Des Weiteren umfasst die vorliegende Erfindung eine Kaffeemaschine und ein Verfahren zum Mahlen.
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Es gibt Mahlvorrichtungen, beispielsweise für Kaffee, die Mahlwerkzeuge aufweisen, die über einen Antrieb, der einen Motor umfasst, angetrieben werden können. Insbesondere bei Mahlvorrichtungen für Kaffee deren Mahlwerkzeug als Schlagmesser ausgebildet ist, ist der Mahlgrad, also die Partikelgröße des Kaffeemehls zudem von der Dauer des Mahlvorgangs und/oder der Drehzahl des Mahlwerkezugs abhängig. Ein feinerer Mahlgrad benötigt einen längeren Mahlvorgang oder, zur Beschleunigung des Mahlvorgangs, eine höhere Drehzahl des Schlagmessers. Für die Sicherheit solcher Mahlvorrichtungen, insbesondere im Haushaltsgebrauch, ist es notwendig, dass die drehbaren Mahlwerkzeuge nach Benutzung möglichst schnell zum Stillstand kommen können. Dies ist beispielsweise in der Sicherheitsnorm EN 60335-2-14 vorgegeben. Mit zunehmender Nutzungszeit der Mahlvorrichtung und/oder mit zunehmender Drehzahl des Mahlwerkzeugs erhöht sich die Zeit, die die Mahlwerkzeuge benötigen, um zum Stillstand zu kommen, sodass sich Sicherheitsrisiken für einen Benutzer entwickeln können. Dies kann außerdem die Lebensdauer der Mahlvorrichtung einschränken.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung einer Mahlvorrichtung anzugeben, deren Sicherheit und Lebensdauer erhöht ist.
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Diese Aufgabe wird mit einer Mahlvorrichtung den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß umfasst die Mahlvorrichtung ein in einem Behälter angeordnetes durch einen Antrieb drehbares Mahlwerkzeug zur Zerkleinerung eines Mahlgutes, wobei der Antrieb einen Motor umfasst. Der Antrieb umfasst außerdem eine durch den Motor angetriebene Welle und eine Bremsvorrichtung, mittels der eine Drehzahl der Welle durch einen Kontakt mit der Bremsvorrichtung reduziert werden kann, wobei die Bremsvorrichtung eine Reibbremse umfasst. Hierdurch kann die Welle und somit die Mahlvorrichtung mit erhöhter Zuverlässigkeit zum Stillstand kommen, was die Sicherheit der Mahlvorrichtung, sowie dessen Langlebigkeit erhöht. Die Norm EN 60335-2-14 kann von der Mahlvorrichtung außerdem länger eingehalten werden.
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Vorzugsweise umfasst die Reibbremse mindestens einen ersten Bremspartner und mindestens einen zweiten Bremspartner, sodass eine Bremsleistung zumindest teilweise durch die beiden Bremspartner bestimmt sein kann und sodass ein Reduzieren der Drehzahl der Welle durch einen Kontakt des mindestens einen ersten Bremspartners mit dem mindestens einen zweiten Bremspartner ermöglicht ist. Die Bremsleistung kann dabei drehzahlabhängig gestaltet sein.
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In einer Ausführungsform umfasst der zweite Bremspartner ein Bremselement, das drehfest mit der Welle verbunden ist, wobei eine Drehzahl der Welle durch einen Kontakt zwischen dem Bremselement und dem ersten Bremspartner reduziert werden kann. Dies kann eine Bremsleistung weiter erhöhen, da das Bremselement einen höheren Reibungswiderstand an seiner Oberfläche aufweisen kann, als die Welle. Zudem kann eine Reparatur der Mahlvorrichtung vereinfacht sein und gegebenenfalls durch Austauschen des Bremselement erfolgen, was zu reduziertem Materialeinsatz im Reparaturfall führt und die Ökobilanz der Mahlvorrichtung verbessert.
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Alternativ oder zusätzlich kann eine Bremsung der Welle auch durch direkten Kontakt zwischen dem ersten Bremspartner und der Welle erfolgen. In diesem Fall umfasst der zweite Bremspartner die Welle.
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Das Bremselement kann in einer weiteren Ausführungsform einteilig mit der Welle ausgebildet sein, was die Herstellungskosten der Mahlvorrichtung reduzieren kann.
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Vorzugsweise umfasst die Bremsvorrichtung mindestens eine Feder, mittels der der mindestens eine erste Bremspartner der Reibbremse an den zweiten Bremspartner gedrückt ist. Auf diese Art kann ein Bremsen bzw. eine Reduktion der Drehzahl der Welle automatisch erfolgen. Außerdem kann ein Kontakt zwischen der Welle und der Reibbremse durch Bewegen des ersten Bremspartners entgegen einer Druckrichtung der Feder, sodass Enden der mindestens einen Feder zusammengedrückt werden, erfolgen.
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In einer Ausführungsform umfasst die Reibbremse mindestens eine Bremsbacke und/oder mindestens einen Bremsklotz, sodass die Bremsvorrichtung platzsparend und kostengünstig ausgebildet sein kann.
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Vorzugsweise umfasst die Reibbremse und/oder der erste Bremspartner mindestens zwei Bremsbacken, an deren Innenseite jeweils mindestens ein Bremsklotz angeordnet sein kann. Dies ermöglicht eine gleichmäßigere Verteilung der Bremskraft, sowie eine erhöhte Bremsleistung, durch ein Einwirken des ersten Bremspartners auf den zweiten Bremspartner aus mehr als einer Richtung.
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Die Reibbremse und/oder der mindestens eine Bremsklotz ist vorzugsweise aus Verbundfasern ausgebildet, die in einer Ausführungsform einen Bremsbelag ausbilden können, wobei eine Reibungskraft, von der die Bremsleistung abhängt, erhöht sein kann. Die Reibbremse, insbesondere die Bremsbacken, können außerdem auch einen Kunststoff, Metall und/oder Holz oder eine Mischung daraus umfassen. Hierdurch ist die Bremsvorrichtung kostengünstig herstellbar, dass die Mahlvorrichtung ebenfalls kostengünstig hergestellt werden kann.
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In einer Ausführungsform ist die Reibbremse zumindest teilweise in einem Gießverfahren herstellbar. Insbesondere die mindestens eine Bremsbacke und/oder der mindestens eine Bremsklotz und/oder das Bremselement können in einem Gießverfahren hergestellt sein.
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In einer weiteren Ausführungsform ist der Bremsbelag aus Verbundfasern auf mindestens einer Innenseite des mindestens einen ersten Bremspartners, die dem mindestens einen zweiten Bremspartner zugerichtet ist, aus einer Schicht aus Verbundfasern ausgebildet.
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Vorzugsweise umfasst das Mahlwerkzeug ein Schlagmesser. Hierdurch kann die Mahlvorrichtung einfach ausgebildet werden, da nur ein Mahlwerkzeug notwendig ist. Zudem kann Kaffee zuverlässig gemahlen werden und des Weiteren ist eine Reparatur der Mahlvorrichtung vereinfacht, sodass die Mahlvorrichtung eine längere Lebensdauer aufweisen kann, was auch die Ökobilanz des der Mahlvorrichtung verbessern kann.
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In einer Ausführungsform ist der mindestens eine erste Bremspartner im Wesentlichen in einer Ebene, die einen Winkel zwischen 60 Grad und 120 Grad zu einer vertikalen Drehachse der Welle aufweist, bewegbar angeordnet und kann radial in dem Winkel auf den zweiten Bremspartner drücken. Hierdurch kann die Bremsvorrichtung kompakt in der Mahlvorrichtung, angeordnet sein.
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Die Bremsvorrichtung weist insbesondere mindestens ein Löseelement auf, mittels dem der mindestens eine erste Bremspartner außer Kontakt mit dem mindestens einen zweiten Bremspartner bringbar ist. Das Löseelement kann um eine horizontale Achse verschwenkbar in der Mahlvorrichtung gelagert sein.
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Vorzugsweise kann die Bremsvorrichtung eine Abdeckung aufweisen, die über der mindestens einen Bremsbacke angeordnet ist und die an mindestens einem Punkt verschwenkbar mit der mindestens einen Bremsbacke verbunden ist, sodass ein Kontakt zwischen dem mindestens einen ersten Bremspartner und dem mindestens einen zweiten Bremspartner getrennt werden kann. Dies kann vorzugsweise durch ein Betätigen des Löseelementes ermöglicht sein. Der Kontakt ist insbesondere durch ein Zurückschwenken des mindestens einen ersten Bremspartners, das vorzugsweise mittels der Druckkraft der mindestens einen Feder erfolgen kann, und/oder durch ein Zurückschwenken des Löseelementes wiederherstellbar, um eine Drehkraft der Welle zu reduzieren. Hierdurch kann die Bremsvorrichtung vereinfacht eingesetzt werden.
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Vorzugsweise ist das Mahlwerkzeug und/oder die Welle mit einer Drehzahl von bis zu 32000 Umdrehungen pro Minute und insbesondere von 9000 Umdrehungen pro Minute bis 25000 Umdrehungen pro Minute und bevorzugt mit einer Drehzahl von 11000 Umdrehungen pro Minute bis 22000 Umdrehungen pro Minute und noch bevorzugter mit einer Drehzahl von 13000 Umdrehungen pro Minute bis 20000 Umdrehungen pro Minute drehbar. Hierdurch kann ein Mahlgrad des Mahlgutes optimierbar sein.
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In einer Ausführungsform umfasst die Mahlvorrichtung eine Schaltvorrichtung, mittels der die Bremsvorrichtung und/oder der Motor betätigt werden können. Insbesondere kann der Motor durch die Schaltvorrichtung betätigt werden, sodass die Welle bei einer Betätigung des Motors drehen kann, wobei gleichzeitig ein Kontakt zwischen dem ersten Bremspartner und dem zweiten Bremspartner getrennt ist, wobei, durch ein erneutes Betätigen der Schaltvorrichtung oder ein Beenden der Betätigung der Schaltvorrichtung, die Bremsvorrichtung, die durch mindestens eine Feder in Kontakt mit dem Bremselement bringbar ist, die Drehzahl der Welle bremsen kann.
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Die Schaltvorrichtung kann Federn und/oder eine Zeitschaltung umfassen, sodass ein Ausschalten des Schaltelementes und somit des Motors automatisch erfolgen kann, wobei die Federn das Löseelement wieder in seine Ruheposition bringen können, sodass die Reibbremse eine Drehzahl der Welle reduzieren kann.
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In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Schaltvorrichtung mindestens ein Schaltelement mittels dem das Löseelement in vertikaler Richtung betätigt werden kann. Ein Betätigen des Schaltelements, beispielsweise ein Drücken, betätigt in diesem Fall das Löseelement, sodass der mindestens eine erste Bremspartner entgegen einer Druckkraft der Feder außer Kontakt mit dem mindestens einen zweiten Bremspartner bringbar ist, sodass die Welle gedreht werden kann.
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Die Schaltvorrichtung weist vorzugsweise eine im Wesentlichen vertikale Struktur auf, wobei eine Betätigung des Schaltelementes in vertikaler Richtung mittels der Schaltvorrichtung, die Federn umfasst, in eine vertikale Bewegung einer Seite des Löseelementes übertragbar ist, wodurch eine andere Seite des Löseelementes in entgegengesetzter Richtung verstellbar ist, wodurch die Bremsbacken horizontal entlang der Ebene verschiebbar sind.
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Die Schaltvorrichtung kann insbesondere ein Gabelelement aufweisen, sodass eine Druckkraft auf das Schaltelement gleichmäßiger auf das Löseelement verteilbar ist und/oder um den Motor zu betätigen.
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In einer weiteren Ausführungsform betätigt eine Betätigung des Schaltelements zusätzlich den Motor. Bei einem Beenden der Betätigung des Schaltelementes schaltet der Motor ab und das Löseelement kehrt in seinen Ruhezustand zurück, sodass die Feder den mindestens einen ersten Bremspartner zurück in Kontakt mit dem mindestens einen zweiten Bremspartner bringen kann, sodass dass der mindestens eine erste Bremspartner und der mindestens eine zweite Bremspartner miteinander in Kontakt stehen und eine Drehzahl der Welle bremsen können.
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Das Mahlgut umfasst insbesondere Kaffeebohnen.
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Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem eine Kaffeemaschine mit einer Mahlvorrichtung, die erfindungsgemäß ausgebildet sein kann, sodass eine Lebensdauer der Kaffeemaschine verlängert ist.
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Außerdem fasst die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Mahlen die folgenden Schritte umfasst:
- a. Eingeben von Mahlgut in einen Behälter einer Mahlvorrichtung;
- b. Einschalten der Mahlvorrichtung, sodass ein Kontakt zwischen einer einem ersten Bremspartner und einem zweiten Bremspartner einer Bremsvorrichtung getrennt wird;
- c. Drehen einer Welle und Zerkleinern des Mahlgutes durch Drehen eines ersten Mahlwerkzeugs in dem Behälter;
- d. Ausschalten der Mahlvorrichtung, sodass der erste Bremspartner von einer Feder gegen den zweiten Bremspartner gedrückt wird und die Umdrehungen der Welle gebremst werden.
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Vorzugsweise umfasst Schritt d, dass das Ausschalten nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitspanne automatisch erfolgen kann.
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Die vorliegende Erfindung wird anschließend anhand mehrerer Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
- 1 eine Draufsicht der Mahlvorrichtung,
- 2 eine Schnittdarstellung der Welle und der Bremsvorrichtung,
- 3 eine Seitenansicht der Mahlvorrichtung,
- 4 eine Vorderansicht der Mahlvorrichtung in 3,
- 5 eine Draufsicht der Mahlvorrichtung,
- 6 eine Draufsicht der Bremsvorrichtung in einem Querschnitt der Mahlvorrichtung,
- 7 eine weitere Draufsicht der Bremsvorrichtung in einem Querschnitt der Mahlvorrichtung.
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In 1 ist eine Draufsicht einer Mahlvorrichtung 1 dargestellt, die einen Antrieb umfasst, der eine Welle 3 und eine Bremsvorrichtung 4 umfasst, die als eine Reibbremse ausgebildet ist. Die Bremsvorrichtung 4 oder die Reibbremse umfasst mindestens einen ersten Bremspartner 5 und mindestens einen zweiten Bremspartner 6. Zwei erste Bremspartner 5 sind von mindestens einer Feder 8 radial gegen den zweiten Bremspartner 6 gedrückt. Der zweite Bremspartner 6 umfasst ein Bremselement 7, das drehfest mit der Welle 3 verbunden ist, und das in Kontakt mit mindestens einem Bremsklotz 9 steht. Ein Löseelement 10 ist an einer Seite der Bremsvorrichtung 4 so angeordnet, dass es zumindest teilweise unter den ersten Bremspartnern 5 angeordnet ist und mit einer horizontalen Drehachse H gelagert ist, wodurch es bei einer Betätigung den Kontakt zwischen den zwei ersten Bremspartnern 5 und dem zweiten Bremspartner 6, also dem Bremselement 7 auflösen kann.
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In 2 ist eine seitliche Schnittdarstellung der Welle 3 und der Bremsvorrichtung 4 dargestellt. Die ersten Bremspartner 5 sind im Wesentlichen in einer Ebene E angeordnet, die in einem Winkel A zu der Drehachse D der Welle 3 steht, wobei der Winkel A zwischen 90 Grad und 120 Grad betragen kann. Der erste Bremspartner 5 umfasst mindestens eine Bremsbacke 11 und zwei Bremsklötze 9, die einen Bremsbelag ausbilden können und die beispielsweise Verbundfasern umfassen können. Der zweite Bremspartner 6 umfasst das Bremselement 7, das drehfest mit der Welle verbunden ist, wobei die Bremsklötze 9 in dem Winkel A gegen das Bremselement 7 drücken, sodass die ersten Bremspartner 5 und der zweite Bremspartner 6 in Kontakt miteinander stehen und eine Drehzahl der Welle 3 gebremst werden kann.
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3 und 4 zeigen Seitenansichten der Mahlvorrichtung 1, die einen Behälter 2 aufweist. Die Drehzahl der Welle 3 ist mittels der Bremsvorrichtung 4 reduzierbar. Die Mahlvorrichtung 1 in 3 weist eine Schaltvorrichtung 13 auf, die durch ein Schaltelement 14 betätigt werden kann. Das Löseelement 10 ist wippenartig um die horizontale Drehachse H gelagert, die parallel zu der Ebene E verläuft, und kann durch ein Betätigen des Schaltelementes 14 betätigt werden, sodass die ersten Bremspartner 5 der Bremsvorrichtung 4 außer Kontakt mit dem zweiten Bremspartner 6 bringbar sind, sodass die Welle 3 ungehindert von der Bremsvorrichtung 4 drehen kann. Eine Drücken des Schaltelementes 14 in vertikaler Richtung ist mittels der Schaltvorrichtung 13, die Federn 15 und ein Gabelelement 16 umfasst, in eine vertikale Bewegung einer Seite des Löseelementes 10 übertragbar, wodurch eine andere Seite des Löseelementes 10 in entgegengesetzter Richtung verstellbar ist, wodurch die Bremsbacken 11 horizontal entlang der Ebene E verschiebbar sind. Die Federn 15 können bei einem Loslassen des Schaltelements 14 den Ruhezustand der Schaltvorrichtung 13 wieder herstellen, sodass das Löseelement 10 wieder in einen Ruhezustand zurückführbar ist, sodass die Bremsvorrichtung 4 die Welle 3 bremsen kann.
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5 zeigt eine Draufsicht der Mahlvorrichtung 1 mit einem Mahlwerkzeug, dass als ein Schlagmesser 12 ausgebildet ist. Das Schlagmesser 12 ist an der Welle 3 in dem Behälter 2 befestigt, sodass Mahlgut in dem Behälter 2 durch ein Drehen der Welle 3 und ein resultierendes Drehen des Schlagmessers 12 gemahlen werden kann. Dies kann insbesondere bei Betätigung des Schaltelementes 14 erfolgen.
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In 6 und 7 sind Draufsichten der Bremsvorrichtung 4 in einem Querschnitt der Mahlvorrichtung 1 dargestellt. Zwei Bremsbacken 11 befinden sich in Kontakt mit dem Bremselement 7, das drehfest an der Welle 3 angeordnet ist. Die Mahlvorrichtung 1 weist das Schaltelement 14 auf, mittels dem das Löseelement 10 betätigt werden kann, sodass die zwei Bremsbacken 11, die an einem Ende drehbar unter einer Abdeckung 17 gelagert sind, wobei die Federn 8 die Bremsbacken bei einem Zurückschwenken des Löseelementes 10 radial gegen das Bremselement 7 drücken können.
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Bezugszeichen
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- 1
- Mahlvorrichtung
- 2
- Behälter
- 3
- Welle
- 4
- Bremsvorrichtung
- 5
- Erster Bremspartner
- 6
- Zweiter Bremspartner
- 7
- Bremselement
- 8
- Feder
- 9
- Bremsklotz
- 10
- Löseelement
- 11
- Bremsbacke
- 12
- Schlagmesser
- 13
- Schaltvorrichtung
- 14
- Schaltelement
- 15
- Federn
- 16
- Gabelelement
- 17
- Abdeckung
- A
- Winkel
- E
- Ebene
- D
- Drehachse
- H
- Horizontale Drehachse