DE10331813A1 - Mahlvorrichtung sowie Verfahren zum Verdichten von Mahlgut - Google Patents

Abstract

Eine Mahlvorrichtung (1), insbesondere für Kaffee, weist ein elektrisch betriebenes Mahlwerk (6) und einen Auslauf (12) für das Mahlgut auf. Der Auslauf (12) mündet in ein unterhalb des Auslaufs (12) positionierbares Behältnis, vorzugsweise eine Tüte (14) oder Dose. Das Behältnis (14) ist auf einer Klopfeinrichtung (16) positionierbar, die den Boden des Behältnisses (14) unterstützt und dazu eingerichtet ist, während des Mahlvorgangs vertikal gerichtete Klopfschläge auf das Behältnis (14) auszuüben.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Mahlvorrichtung, insbesondere für Kaffee, sowie ein Verfahren zum Verdichten von Mahlgut.
• Mahlvorrichtungen, die in Geschäften oder auch im Haushalt zum Mahlen von Kaffee verwendet werden, haben ein elektrisch betriebenes Mahlwerk und einen Auslauf für das Mahlgut. Der Auslauf mündet in der Regel in ein unterhalb des Auslaufs positionierbares Behältnis, z.B. eine Tüte oder Dose. Beim Mahlvorgang von Kaffee fügen sich die Mahlgutkörner in dem Behältnis nicht automatisch ineinander, sondern sie stapeln sich großvolumig aufeinander, so dass die gewünschte Menge häufig nicht ohne weiteres in das Volumen des Behältnisses passt. In der Praxis lässt sich ein Verdichtungsprozess durch Schläge gegen das Behältnis bewirken, z.B. mit der Hand. Insbesondere für den gewerblichen Bereich sind Mahlvorrichtungen mit Verdichtungseinrichtungen bekannt, die durch Rütteln des Behältnisses für eine dichtere Packung der Mahlgutkörner sorgen sollen.
• So sind Horizontalmahlwerkmühlen bekannt, bei denen am unteren Ende der bei diesem Mühlentyp vertikal verlaufenden Motorwelle ein Exzenter angeordnet ist, der über ein Gestänge mit dem unteren Bereich eines seitlich neben dem Motorgehäuse angeordneten Rüttelblechs gekoppelt ist. Wenn der Motor das Mahlwerk antreibt, sorgt er gleichzeitig für eine Hin- und Herbewegung des unteren Bereichs des Rüttelblechs in horizontaler Richtung. Das Rüttelblech wirkt dabei auf die Seitenwandung einer als Behältnis zur Aufnahme des Mahlguts vorgesehenen Tüte, die am Auslauf für das Mahlgut auf gehangen ist. Bei einer Varianten dieser Mahlvorrichtung ist die Tüte nicht am Auslauf aufgehangen, sondern steht in einem Tütenstellkorb, der am unteren Ende des Rüttelblechs befestigt ist. In beiden Fällen wird die Tüte also in horizontaler Richtung gerüttelt, was auch eine Verdichtung des Mahlguts in der Tüte bewirkt. Allerdings wird bei diesem Bewegungsablauf der Randbereich oder die Seitenwandung der Tüte derart gerieben, dass eine häufig schon innerhalb des Mahlwerks entstandene elektrostatische Aufladung der Mahlgutkörner beim Hineinfallen in die Tüte nicht abgebaut, sondern eher noch verstärkt oder sogar erst während des Abfüllvorgangs hervorgerufen wird. Durch diese elektrostatische Aufladung stauben die umliegenden Bereiche mit Mahlgutkörnern ein.
• Bei den vorbekannten Vertikalmahlwerkmühlen mit Verdichtungseinrichtung ist das Problem ähnlich. Hierbei ist die Motorwelle im Wesentlichen horizontal angeordnet, und sie treibt mit Hilfe eines Exzenters an ihrem hinteren, d.h. dem Mahlwerk gegenüberliegenden Ende eine im Wesentlichen vertikal verlaufende Stange an, die gelenkig mit einem Hebelarm einer im unteren Bereich der Mahlvorrichtung vorgesehenen Wippe verbunden ist. Im Endbereich des gegenüberliegenden Hebelarms der Wippe und unterhalb des Auslaufs für das Mahlgut befindet sich bei dieser Bauart ein Stellkorb, auf dem eine Tüte oder Dose zum Aufnehmen des Mahlguts aufgestellt werden kann. Wenn das Mahlwerk läuft, führt der Tütenstellkorb also eine harmonische Bewegung aus, die eine vertikale Komponente, wegen der Geometrie der Wippe aber auch eine horizontale Komponente enthält. Im Ergebnis kommt es wiederum zu einer elektrostatischen Aufladung der Mahlgutkörner und einem Einstauben der Umgebung. Auch die Verdichtungswirkung ist nicht optimal.
• Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Mahlvorrichtung, insbesondere für Kaffee, sowie ein Verfahren zum Verdichten von Mahlgut, insbesondere Kaffee, zu schaffen, bei denen das in ein Behältnis abgefüllte Mahlgut bei Verminderung oder Vermeidung von elektrostatischer Aufladung wirkungsvoll verdichtet wird.
• Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Mahlvorrichtung, insbesondere für Kaffee, mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Verdichten von Mahlgut, insbesondere Kaffee, mit den Merkmalen des Anspruchs 7. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
• Die erfindungsgemäße Mahlvorrichtung hat ein elektrisch betriebenes Mahlwerk und einen Auslauf für das Mahlgut, der in ein unterhalb des Auslaufs positionierbares Behältnis, vorzugsweise eine Tüte oder Dose, mündet. Das Behältnis ist auf einer Klopfeinrichtung positionierbar, die den Boden des Behältnisses unterstützt und dazu eingerichtet ist, während des Mahlvorgangs vertikal gerichtete Klopfschläge auf das Behältnis auszuüben.
• Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein zum Aufnehmen des Mahlguts bestimmtes Behältnis, vorzugsweise eine Tüte oder Dose, unterhalb eines Auslaufs für das von einem elektrisch betriebenen Mahlwerk gemahlene Mahlgut auf einer Klopfeinrichtung positioniert, die den Boden des Behältnisses unterstützt. Die Klopfeinrichtung übt während des Mahlvorgangs vertikal gerichtete Klopfschläge auf das Behältnis aus.
• Die Klopfschläge erfolgen in vertikaler oder in im Wesentlichen vertikaler Richtung und sind mehr oder weniger stoßartig, entsprechen also nicht einer harmonischen Bewegung. Sie bewirken eine gezielte und effektive Verdichtung des Mahlguts. Dabei kommt es nicht zu einer Verstärkung der elektrostatischen Aufladung, denn die Klopfschläge sind nicht oder nur in geringem Maße mit Reibungsvorgängen verknüpft, anders als bei den oben erläuterten vorbekannten Mahlvorrichtungen. Insbesondere werden bei der erfindungsgemäßen Mahlvorrichtung und dem erfindungsgemäßen Verfahren seitliche Bewegungskräfte auf das Behältnis, z.B. die anfangs noch leere Tüte, mit den erwähnten nachteiligen Folgen vermieden.
• Vorzugsweise weist die Klopfeinrichtung ein von dem Antrieb des Mahlwerks unabhängig betriebenes Klopfwerk auf, das z.B. einen Elektromagneten enthält. Dies vermeidet eine mechanisch aufwendige Kopplung zwischen dem Antrieb des Mahlwerks und dem Klopfwerk und hat zudem den Vorteil, dass z.B. der Elektromagnet in dem Klopfwerk völlig unabhängig von dem Bewegungsablauf des Mahlwerks angesteuert werden kann. Es ist aber auch denkbar, dass die Klopfeinrichtung ein mechanisch mit dem Antrieb des Mahlwerks gekoppeltes Klopfwerk aufweist.
• Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Frequenz der Klopfschläge geringer als die Drehzahlfrequenz des Motors des Mahlwerks, vorzugsweise wesentlich geringer. Denn durch wenige, relativ kräftige Klopfschläge lässt sich eine effiziente Verdichtung des Mahlguts erreichen, ohne dass es durch häufige, mit Reibung verbundene Bewegungen zu Aufladungseffekten kommt.
• Die Klopfeinrichtung kann dazu eingerichtet sein, erst eine vorbestimmte Zeit (z.B. 10 Sekunden) nach dem Einschalten des Mahlwerks mit den Klopfschlägen zu beginnen, d.h. erst dann, wenn das Mahlgut in dem Behältnis einen gewissen Füllgrad erreicht hat. In diesem Fall beginnt der Verdichtungsvorgang erst dann, wenn es notwendig ist, und die Zahl der unnötigen Bewegungen wird weiter reduziert.
• Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind der zeitliche Ablauf und/oder die Intensität der Klopfschläge vorwählbar. Dies lässt sich z.B. mit Hilfe einer Prozessorgesteuerten Klopfeinrichtung erreichen, die unabhängig von dem Antrieb des Mahlwerks arbeitet. Bei dieser Ausgestaltung kann der durch die Klopfschläge bewirkte Verdichtungsvorgang optimiert werden und lässt sich bei Bedarf an die Parameter des Mahlvorgangs (z.B. Art des Mahlguts, Feinheit der Mahlgutkörner, Größe des Behältnisses) anpassen. Ein optimaler oder günstiger Ablauf lässt sich experimentell ermitteln.
• Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels weiter erläutert. Die Zeichnung zeigt in
• 1 eine schematische Seitenansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mahlvorrichtung.
• In 1 ist eine Mahlvorrichtung 1 in schematischer Weise dargestellt. Im Ausführungsbeispiel ist die Mahlvorrichtung als Horizontalmahlwerkmühle gestaltet, sie kann aber ohne weiteres auch als Vertikalmahlwerkmühle ausgebildet sein.
• Auf einem Maschinenfuß 2 befindet sich ein Motorgehäuse 4, in dessen Innenraum ein in der 1 nicht eingezeichneter Elektromotor mit vertikal verlaufender Antriebswelle angeordnet ist. Oberhalb des Motorgehäuses 4 ist ein Mahlwerk 6 angebracht, in das ein trichterförmig verlaufender Bohnenbehälter 8 einmündet.
• Die Ausgangsseite des Mahlwerks 6 ist über ein Zwischenstück 10 mit einem rohrartigen Auslauf 12 für das Mahlgut verbunden. In der 1 ist zu erkennen, wie der Auslauf 12 in den oberen Bereich einer als Behältnis zum Aufnehmen des Mahlguts dienenden Tüte 14 hineinreicht.
• Die Tüte 14 ist auf einer Klopfeinrichtung 16 positioniert. Die Klopfeinrichtung 16 weist einen Stellkorb 18, der den Boden der Tüte 14 unterstützt, und einen Sockel 20 auf. Im Sockel 20 befindet sich der Antrieb der Klopfeinrichtung. Der Stellkorb 18 ist über eine Führung 22 mit dem Sockel 20 verbunden. Die Führung 22 ermöglicht eine Hin- und Herbewegung des Stellkorbs 18 in vertikaler Richtung relativ zu dem Sockel 20. Der Antrieb der Klopfeinrichtung 16 enthält einen in der 1 nicht dargestellten Elektromagneten mit einem in vertikaler Richtung bewegbaren Kern aus Weicheisen. Bei einem Strompuls durch den Elektromagneten wird der Kern angezogen und schlägt dabei über die Führung 22 gegen die Unterseite des Stellkorbs 18, was einen nach oben gerichteten Klopfschlag auf die Tüte 14 bewirkt. Im Ausführungsbeispiel sorgt eine Rückholfeder dafür, dass sich der Stellkorb 18 nach einem derartigen Klopfschlag schnell wieder nach unten bewegt; mit Hilfe einer Dämpfung werden dabei unerwünschte Schwingungen minimiert. Der zeitliche Ablauf und die Intensität der Klopfschläge können im Ausführungsbeispiel mit Hilfe einer Elektronik vorgewählt werden, die z.B. im Sockel 20, im Maschinenfuß 2 oder im Motorgehäuse 4 eingebaut ist.
• Zum Betreiben der Mahlvorrichtung werden ungemahlene Kaffeebohnen in den Bohnenbehälter 8 eingefüllt, und danach wird der Elektromotor des Mahlwerks 6 eingeschaltet. Er treibt das Mahlwerk 6 an, so dass gemahlener Kaffee über das Zwischenstück 10 und den Auslauf 12 in eine auf den Stellkorb 18 gestellte Tüte 14 gelangt.
• Zu Beginn des Mahlvorgangs ist die Klopfeinrichtung 16 noch nicht aktiv. Wenn in der Tüte 14 ein gewisser Füllstand des Mahlguts erreicht ist, z.B. 10 Sekunden nach Einschalten des Mahlwerks 6, führt der Eisenkern der Klopfeinrichtung 16 den ersten Klopfschlag auf die Tüte 14 aus. Die Tüte 14 bewegt sich dadurch ruckartig nach oben und anschließend zurück nach unten, was zu einer Verdichtung des Mahlguts führt. Danach werden mit Hilfe der Elektronik der Klopfeinrichtung 16 in zeitlich vorgewählten Abständen und in vorgewählter Intensität weitere Klopfschläge auf den Stellkorb 18 und somit die Tüte 14 ausge führt, bis der Antrieb des Mahlwerks 6 abgeschaltet wird. Der gemahlene Kaffee wird dadurch in der Tüte 14 effizient verdichtet. Da dabei unnötige Reibungsbewegungen vermieden werden, sind elektrostatische Aufladungseffekte gering, was zu einer deutlichen Reduzierung des Einstaubens der Umgebung der Mahlvorrichtung 1 führt.

Claims (10)

1. Mahlvorrichtung, insbesondere für Kaffee, mit einem elektrisch betriebenen Mahlwerk (6) und einem Auslauf (12) für das Mahlgut, der in ein unterhalb des Auslaufs (12) positionierbares Behältnis (14), vorzugsweise eine Tüte (14) oder Dose, mündet, wobei das Behältnis (14) auf einer Klopfeinrichtung (16) positionierbar ist, die den Boden des Behältnisses (14) unterstützt und dazu eingerichtet ist, während des Mahlvorgangs vertikal gerichtete Klopfschläge auf das Behältnis (14) auszuüben.
2. Mahlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Klopfeinrichtung (16) ein von dem Antrieb des Mahlwerks (6) unabhängig betriebenes Klopfwerk aufweist, das vorzugsweise einen Elektomagneten enthält.
3. Mahlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Klopfeinrichtung ein mechanisch mit dem Antrieb des Mahlwerks gekoppeltes Klopfwerk aufweist.
4. Mahlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenz der Klopfschläge geringer ist als die Drehzahlfrequenz des Motors des Mahlwerks (6).
5. Mahlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Klopfeinrichtung (16) dazu eingerichtet ist, erst eine vorbestimmte Zeit nach dem Einschalten des Mahlwerks (6) mit den Klopfschlägen zu beginnen.
6. Mahlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der zeitliche Ablauf und/oder die Intensität der Klopfschläge vorwählbar sind.
7. Verfahren zum Verdichten von Mahlgut, insbesondere Kaffee, wobei ein zum Aufnehmen des Mahlguts bestimmtes Behältnis (14), vorzugsweise eine Tüte (14) oder Dose, unterhalb eines Auslaufs (12) für das von einem elektrisch betriebenen Mahlwerk (6) gemahlene Mahlgut auf einer Klopfeinrichtung (16) positioniert wird, die den Boden des Behältnisses (14) unterstützt, und wobei die Klopfeinrichtung (16) während des Mahlvorgangs vertikal gerichtete Klopfschläge auf das Behältnis (14) ausübt.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenz der Klopfschläge geringer ist als die Drehzahlfrequenz des Motors des Mahlwerks (6).
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Klopfeinrichtung erst eine vorbestimmte Zeit nach dem Einschalten des Mahlwerks (6) mit den Klopfschlägen beginnt.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der zeitliche Ablauf und/oder die Intensität der Klopfschläge vorwählbar sind.