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Die Erfindung betrifft ein Scheibenmahlwerk für Lebensmittelmühlen für Haushaltszwecke mit einem Antrieb und mit zwei mittels des Antriebs gegeneinander rotatorisch bewegbaren Reibelementen zum Zerkleinern von körnigen Lebensmitteln mit einem angetriebenen Reibelement als Mahlscheibe und einem feststehenden Reibelement. Die Reibelemente sind regelmäßig als Mahlscheiben mit scharfkantigen Oberflächenstrukturen ausgebildet. Das Scheibenmahlwerk kann zur Verarbeitung von Körnern wie Reis oder Getreide oder zum Mahlen von Bohnen, insbesondere von gerösteten Kaffeebohnen ausgelegt sein.
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Ein derartiges Scheibenmahlwerk ist beispielsweise aus der
EP 0 992 208 A1 bekannt, in dem z.B. Pfeffer oder Salz zwischen zwei identischen kreisförmigen Mahlscheiben aus Keramikmaterial, die je Mahlzähne mit schrägen Flächen und Kanten aufweisen, zu feinem Mahlgut gemahlen werden kann.
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Zudem ist aus der
DE 24 44 152 A1 ein Mahlsteinpaar für eine Getreidemühle bekannt, bei dem die Mahlsteine als keramisch gebundene Steine gegossen sind und eine Zuführnut für Mahlgut zu einem Malsteinherz aufweisen, in dem zwischen schrägen Flächen und Kanten der beiden Mahlsteine Getreide gemahlen werden kann.
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Die
DE 23 35 580 C3 betrifft ein Mahlwerk, insbesondere ein motorbetriebenes ScheibenMahlwerk für eine Haushalts-Kaffeemühle, mit zwei einander zugeordneten, als Blechstanzteil ausgebildeten Mahlscheiben, deren eine feststehend und deren andere angetrieben und an ihrer der feststehenden Mahlscheibe zugekehrten Seite mit einer tellerartigen Vertiefung versehen ist, in deren geneigter Randfläche mindestens annähernd radial verlaufende, durch Werkstoffverdrängung ausgeformte, als Schneidkanten dienende Vorsprünge angeordnet sind.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein kostengünstiges Scheibenmahlwerk mit erhöhter Lebensdauer anzugeben.
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Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Scheibenmahlwerk erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass es einen scheibenförmigen Gegenhalter als feststehendes Reibelement mit Mitteln zum Festhalten der körnigen Lebensmittel mit in Umfangsrichtung angeordneten und von einer im Betriebszustand der Mahlscheibe zugewandten Oberfläche abstehenden Vorsprüngen mit abgerundeten Kanten und mit dazwischen liegenden Rücksprüngen umfasst. In Umfangsrichtung betrachtet wechseln sich folglich die Vorsprünge und die Rücksprünge auf der Oberseite des Gegenhalters ab. Die Mittel zum Festhalten wirken demzufolge in Umfangsrichtung des scheibenförmigen Gegenhalters. Im Gegensatz zu einer insbesondere feststehenden Mahlscheibe weist der Gegenhalter also ausgerundete oder mit einer Fase versehene, sog. gebrochene Kanten auf, verfügt jedenfalls über keine scharfe Kante an den Rippen. Die Erfindung wendet sich also davon ab, zwei weitgehend gleichartige Reibelemente vorzusehen, die gemeinsam das Brechen körniger Lebensmittel bewerkstelligen. Sie verfolgt vielmehr das Prinzip, eine herkömmlich ausgebildete Mahlscheibe mit einem Gegenhalter zusammenwirken zu lassen, der eben nicht wie eine Mahlscheibe ausgebildet ist. Er ist damit am Mahlen bzw. am Brechvorgang des Korns nur insoweit beteiligt, als er das Mahlgut gegenüber der Mahlscheibe festhält. Mangels scharfer Kanten am Gegenhalter wird das Korn oder die Bohne nicht an ihm gebrochen, sondern ausschließlich an der Mahlscheibe. Dies hat zur Folge, dass der Gegenhalter nicht abstumpfen kann und damit keinem nennenswerten Alterungsprozess unterliegt. Daher muss bei nachlassender Mahlleistung nur noch die Mahlscheibe und damit nur noch ein Bauteil ausgebaut und ersetzt werden statt zweier Mahlscheiben. Dadurch reduziert sich der entsprechende Bearbeitungs- und Kostenaufwand. Da der Gegenhalter in einem derartigen Fall nicht mehr ausgebaut werden muss, kann sich seine Montage und Integration im Scheibenmahlwerk erheblich vereinfachen und sich an dessen Lebensdauer bzw. an der Lebensdauer des damit ausgestatteten Geräts orientieren.
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Grundsätzlich sind alle Mittel zum Festhalten an dem Gegenhalter denkbar, die körnige Lebensmittel entgegen der Drehrichtung der Mahlscheibe solange fixieren, bis sie in die erforderliche Korngröße gebrochen sind. Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung können sie als radial verlaufende Rippen als Vorsprünge und Nuten als Rücksprünge ausgebildet sein, die über axial verlaufende Flanken ineinander übergehen, wobei die Flanken jedenfalls rippenseitig abgerundet sind. An den Rippen bilden sich folglich radial verlaufende Kanten, an denen sich eine Rippenoberseite mit den Flanken trifft. Im Gegensatz zu denjenigen einer insbesondere feststehenden Mahlscheibe sind die Kanten erfindungsgemäß abgerundet oder ausgerundet, mit einer Fase versehen oder „gebrochen“. Dies betrifft jedenfalls erfindungsgemäß diejenigen Kanten, die bei einer Relativverdrehung gegenüber der Mahlscheibe im Betrieb „vorne“ liegen. Sowohl die ihnen gegenüber rückseitigen Kanten als auch die im Querschnitt betrachtet einspringenden Ecken bildenden Kanten zwischen den Flanken und einem Nutgrund der Nuten können nahezu beliebig gestaltet sein, müssen jedenfalls keine scharfkantige Ausbildung aufweisen. Sie können daher beispielsweise nach Herstellungs- oder Stabilitätskriterien ausgebildet sein. Eine Ausbildung der Mittel zum Festhalten als radial durchgängig verlaufende Nuten und Rippen verhindert, dass sich körnige Lebensmittel in den Mitteln zum Festhalten verklemmen können und damit nicht ausgegeben werden.
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Je nach zu verarbeitendem Lebensmittel ist ein bestimmtes Spaltmaß zu erreichen bzw. einzustellen. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann daher bei einem Scheibenmahlwerk für Kaffeebohnen eine Höhendifferenz zwischen den Rippen und den Nuten am Außenumfang des Gegenhalters von 0,1 mm bis 0,8 mm, vorzugsweise zwischen 0,2 mm und 0,5 mm, besonders bevorzugt von 0,3 mm bestehen. Die Höhendifferenz zwischen Rippen als den von der Oberfläche des Gegenhalters abstehenden Vorsprüngen und der Nuten bestimmt das Spaltmaß des Gegenhalters zur Mahlscheibe und damit die Mahlfeinheit des Scheibenmahlwerks für Kaffeebohnen mit. Mit einer bevorzugten Höhendifferenz von 0,3 mm lässt sich ein Spaltmaß erreichen bzw. einstellen, das sich für ein Bohnenmahlwerk als vorteilhaft herausgestellt hat.
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Die radial verlaufenden Rippen bzw. die ebenso verlaufenden dazwischenliegenden Nuten verjüngen sich zum Mittelpunkt des scheibenförmigen Gegenhalters hin. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Breite der Nuten am Außenumfang des Gegenhalters 5 mm bis 15 mm, vorzugsweise 11 mm auf. Damit liegen sie in einem Breitenbereich, in dem sie zuverlässig für den Transport des Pulvers in radialer Richtung nach außen und damit zur Ausgabe des Mahlguts führen können.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann der Gegenhalter einen weitgehend ebenen, ebenfalls durch die Rippen und Nuten profilierten Ring am Außenumfang und anschließend einen radial nach innen konisch geformten Abschnitt mit daran fortgesetzten Rippen und Nuten aufweisen. Der ebene Ring kann eine Breite von etwa 2 bis 3 mm aufweisen und hat den Zweck, eine definierte Kontaktfläche zur Mahlscheibe herzustellen. Sie hat Bedeutung für den Einstellprozess des Mahlwerks. Sowohl der ebene Ring als auch der konisch geformte Abschnitt des Gegenhalters korrespondiert mit einer insoweit komplementär geformten Mahlscheibe, dass zwischen ihnen ein sich nach außen hin verjüngender Spalt bildet. Damit trägt der Gegenhalter zum Transport des gebrochenen Korns vom Mittelpunkt zu seinem Umfang und damit zu einem zufriedenstellenden Mahlergebnis bei.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung eines Scheibenmahlwerks für Kaffeebohnen können die Nuten in Richtung des Gegenhalters sich auf 4 bis 6 mm hin verjüngen. Damit sind sie ausreichend breit, um ganze Bohnen aufzunehmen und gegenüber der rotierenden Mahlscheibe festzuhalten, ohne dass sich jene der auf sie einwirkenden Kraft der Mahlscheibe entziehen könnten.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung können die Nuten eine radial nach innen zunehmende Tiefe aufweisen. Ihre maximale Tiefe kann vorzugsweise 3 bis 5 mm annehmen. Zusammen mit ihrer oben genannten Verjüngung erhalten sie eine insgesamt weitgehend rechteckige Querschnittsform, die sich radial von innen nach außen betrachtet von einem kompakten Umriss zu einem flachen Spalt entwickelt. Während die Querschnittsform von innen nach außen betrachtet seitlich zunimmt, nimmt sie in der Höhe ab. Damit unterstützt sie den Eintritt einer ungebrochenen Bohne in den Spalt zwischen dem Gegenhalter und der Mahlscheibe und die anschließende Zerkleinerung der Kaffeebohne in einer Richtung radial nach außen.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung können die Nuten gegenüber dem radialen Verlauf um einen Winkel entgegen der Drehrichtung der Mahlscheibe von 10 bis 30°, vorzugsweise von 23 bis 25° angestellt verlaufen. Damit unterstützen sie die Förderung des Mahlguts mit dessen zunehmender Feinheit in eine Richtung radial nach außen, so dass die gebrochenen Bohnen während des Mahlvorgangs zugleich von einem weiteren in einen engeren Bereich und von dort in eine Zuführung zur weiteren Verarbeitung, insbesondere zum Brühbereich transportiert werden, ohne dass es dafür einer zusätzlichen Einrichtung bedürfte.
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Die angegebenen bevorzugten Maße orientieren sich an Kaffeebohnen als körnigem Lebensmittel und sind bei anderen Lebensmitteln, wie beispielsweise Getreide, entsprechend anzupassen. Die oben erfolgten Angaben und Ausführungen zur Dimensionierung und zum Verlauf der Nuten treffen in entsprechender Weise auf die Rippen zu, die einen zwischen den Nuten liegenden Raum einnehmen und daher zur Definition der Gestalt des Gegenhalters sinngemäß herangezogen werden können.
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Erfindungsgemäß ist der Gegenhalter aus Stahlblech oder aus Kunststoff hergestellt. Denn aufgrund seiner erfindungsgemäßen Ausgestaltung kann der Gegenhalter aus jedem ausreichend widerstandsfähigen Material auch jenseits von Keramik hergestellt sein. Weil er keine scharfkantigen oder filigranen Geometrien mehr aufweist, muss er keine punktuellen Belastungsspitzen mehr übernehmen, wie sie bei Mahlscheiben auftreten. Aufgrund der geringeren Materialanforderungen kann der Gegenhalter aus einem kostengünstigeren Material ausgebildet werden, was seine Herstellung und die des Mahlwerks insgesamt reduziert.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann der Gegenhalter in einem Scheibenadapter integriert sein bzw. einstückig mit ihm ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann er auch mit einer Einstellvorrichtung kombiniert sein. Der Scheibenadapter und/oder die Einstellvorrichtung muss folglich nicht als separates Bauteil hergestellt sein, sondern kann zusammen mit dem Gegenhalter hergestellt und montiert werden, was den Aufbau des Scheibenmahlwerks insgesamt erheblich vereinfacht.
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Das Prinzip der Erfindung wird im Folgenden anhand einer Zeichnung beispielshalber noch näher erläutert.
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Die einzige 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Gegenhalter, der sich im Wesentlichen aus einem Scheibenabschnitt 10 und umfangsseitig daran angebrachten, rechtwinklig abstehenden Befestigungshaken 12 zusammensetzt. Die Befestigungshaken 12 dienen der Befestigung des Gegenhalters in einem nicht dargestellten Scheibenadapter.
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Der Scheibenabschnitt 10 weist einen Radius r auf und gliedert sich in einen im Wesentlichen ebenen, außenliegenden Ring 14 und einen innenliegenden flachen Konus 16, der ein kreisförmiges Zentrum 18 des Gegenhalters freilässt. Sowohl der Ring 14 als auch der Konus 16 setzen sich in Umfangsrichtung aus einem Wechsel aus Rippen 20 und Nuten 22 zusammen. Jede Rippe 20 umfasst ein ebenes radial weniger stark geneigtes Rippendeck 23 und Flanken 24, 26. Jede Nut 22 besteht aus einem zum Zentrum 18 hin stärker geneigten Nutgrund 21 und den gleichen Flanken 24, 26. Denn jede Nut 22 geht über eine Flanke 24 in eine Rippe 20 über, an der sich wiederum eine Flanke 26 anschließt, um in einer Nut 20 zu münden. Jede Flanke 24 steigt dabei nicht senkrecht aus der Nut 22 auf, sondern mit einer Neigung gegenüber dem Nutgrund 21. Sie schließt mit dem Nutgrund 21 einen flachen Winkel α ein. An das Deck 23 einer Rippe 20 schließt jede Flanke 24 dagegen mit einer Ausrundung 25 an. Die Flanken 26 schließen mit dem Nutgrund 21 regelmäßig einen weitgehend rechten Winkel β ein, während sie selbst eine Ausrundung zum Deck 23 jeder Rippe 20 darstellen.
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Die Rippen 20 und die Nuten 22 verlaufen zwar im Wesentlichen radial, sind jedoch gegenüber dem Radius r um einen Winkel γ von etwa 22° entgegen der Drehrichtung einer nicht dargestellten und zugehörigen Mahlscheibe angestellt.
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Umfangsseitig schließt an dem Konus 16 der weitgehend ebene Ring 14 an, der ebenfalls den Wechsel aus Rippen 20 und Nuten 22 trägt. Deren radiale Höhenentwickung ist allerdings konstant. Hier weisen die Nuten 22 gegenüber den Rippen 20 eine Höhendifferenz von nur noch 0,3 bis 0,4 mm auf. Die Breite der Nuten 22 liegt bei etwa 10 mm.
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Die erfindungsgemäße Gestaltung des Gegenhalters sorgt dafür, dass Kaffeebohnen aus dem Zentrum 18 von einer Innenrandseite des Konus 16 aus zwischen die Rippen 20 und damit in die Nuten 22 eindringen können. Trotz der abgerundeten Gestaltung der Flanken 24, 26 am Übergang zu den Rippen 20 hält der Gegenhalter die Bohnen gegenüber einer Mahlscheibe zunächst fest, so dass sie sich an der scharfkantigen Mahlscheibe brechen lassen. Mit fortgesetzter Drehung der Mahlscheibe werden die Bruchstücke der Bohnen radial nach außen transportiert, um wiederholt an den scharfen Kanten der über sie hinwegstreichenden Mahlscheibe zerkleinert zu werden. Haben sie die gewünschte Korngröße bzw. Mahlfeinheit erhalten, so passieren sie als Kaffeemehl den weitgehend ebenen Ring 14, um von dort in eine nicht dargestellte Zuführung für die weitere Verarbeitung zu gelangen.
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Die kantenfreie und robuste Ausgestaltung des Gegenhalters führt zu seiner langen Lebensdauer. Durch den Entfall scharfer Kanten und filigraner Geometrien lässt er sich aus kostengünstigeren Materialien und mit kostengünstigeren Herstellungsverfahren fertigen, beispielsweise aus Kunststoff gießen oder aus Stahlblech tiefziehen. Anschließend brauchen lediglich die Befestigungshaken 12 umgebördelt zu werden, um in einem Scheibenadapter befestigt werden zu können.
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Da es sich bei dem obigen, detailliert beschriebenen Gegenhalter um ein Ausführungsbeispiel handelt, kann er in üblicher Weise vom Fachmann in einem weiten Umfang modifiziert werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Insbesondere können auch die konkreten Ausgestaltungen der Rippen und Nuten in anderer Form als in der hier beschriebenen erfolgen. Ebenso können die Befestigungshaken als Befestigungsmittel des Gegenhalters in einer anderen Form ausgestaltet werden, wenn dies aus Platz-, oder Konstruktionsgründen bzw. designerischen Gründen notwendig ist. Weiter schließt die Verwendung der unbestimmten Artikel „ein“ bzw. „eine“ nicht aus, dass die betreffenden Merkmale auch mehrmals oder mehrfach vorhanden sein können.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Scheibenabschnitt
- 12
- Befestigungshaken
- 14
- Ring
- 16
- Konus
- 18
- Zentrum
- 20
- Rippe
- 21
- Nutgrund
- 22
- Nut
- 23
- Deck
- 24
- Flanke
- 25
- Ausrundung
- 26
- Flanke
- α
- Winkel zwischen Nutgrund 21 und Flanke 24
- β
- Winkel zwischen Nutgrund 21 und Flanke 26
- γ
- Anstellwinkel gegenüber Radius r
- r
- Radius des Scheibenabschnitts 10
