DE1117979B

DE1117979B - Motor-driven disk mills, in particular coffee grinders

Info

Publication number: DE1117979B
Application number: DED33227A
Authority: DE
Inventors: Walter Engi
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1959-05-06
Filing date: 1960-04-30
Publication date: 1961-11-23
Also published as: NL109437C; BE590568A; CH367946A; AT219945B

Description

Motorisch angetriebene Scheibenmühle, insbesondere Kaffeemühle Die Erfindung betrifft eine motorisch angetriebene Scheibenmühle mit einer feststehenden und einer rotierenden Mahlscheibe, deren Antriebswelle im Gehäuse axial verschiebbar gehalten ist.Motor-driven disk mill, especially coffee grinder Die The invention relates to a motor-driven disk mill with a stationary one and a rotating grinding disk, the drive shaft of which is axially displaceable in the housing is held.

Beim Dauerbetrieb von solchen Scheibenmühlen wird in diesen eine beachtliche Wärme entwickelt, die einerseits auf die beim Mahlvorgang entstehende Erwärmung im Mahlwerk und andererseits auf die im Motor erzeugte Wärmemenge zurückzuführen ist. Diese Erwärmung bewirkt eine Längenänderung des Gehäuses und der mit der rotierenden Mahlscheibe verbundenen Welle. Die dadurch bewirkte Ausdehnung erfolgt zuerst bei der im Inneren der Mühle angeordneten Welle und erst anschließend im Außengehäuse. Diese Ausdehnung ist außerdem von den verwendeten Werkstoffen abhängig.When such disk mills are in continuous operation, a considerable amount is generated in them Heat develops, which on the one hand is due to the warming that occurs during the grinding process in the grinder and on the other hand to the amount of heat generated in the engine is. This heating causes a change in length of the housing and that with the rotating one Grinding disc connected shaft. The resulting expansion takes place first at the shaft arranged inside the mill and only then in the outer housing. This expansion also depends on the materials used.

Die Wärmedehnungen verursachen eine Veränderung des Spaltes zwischen der feststehenden und der rotierenden Mahlscheibe, was äußerst nachteilig ist. Der Spalt zwischen den beiden Mahlscheiben beträgt beispielsweise zum Mahlen von türkischem Kaffee 'hoo mm. Die praktisch vorkommenden Wärmedehnungen in einer solchen Mühle betragen jedoch ein Mehrfaches dieser Spaltgröße, so daß nach kurzer Gebrauchsdauer, d. h. sobald eine gewisse Erwürmung der Maschine eintritt, die Mahlscheiben aufeinander reiben und sich schließlich aufeinander festfressen. Die Lösung dieses Problems, nämlich die Konstanthaltung des Spaltes auch bei Dauerbetrieb, wird wesentlich erschwert durch die Forderungen, daß erstens der Abstand (Spalt) zwischen den beiden Mahlscheiben von außen willkürlich veränderlich sein soll, um verschiedene Feinheitsgrade des zu mahlenden Gutes, beispielsweise Kaffee, einstellen zu können, und zweitens, daß die Lagerung der drehbaren Mahlscheibe federnd sein muß, um Fremdkörper, welche mit dein Mahlgut zwischen die Mahlscheiben gelangen, wieder austreten zu lassen, ohne die Mahlscheiben ernsthaft zu beschädigen.The thermal expansions cause a change in the gap between the fixed and rotating grinding disks, which is extremely disadvantageous. The gap between the two grinding disks is, for example, 'hoo mm' for grinding Turkish coffee. The thermal expansions occurring in practice in such a mill, however, amount to a multiple of this gap size, so that after a short period of use, i. H. as soon as the machine gets a certain worm, the grinding disks rub against each other and finally stick to each other. The solution to this problem, namely keeping the gap constant even during continuous operation, is made much more difficult by the requirements that firstly the distance (gap) between the two grinding disks should be arbitrarily variable from the outside in order to allow different degrees of fineness of the material to be ground, for example coffee, to be able to adjust, and secondly, that the bearing of the rotatable grinding disk must be resilient in order to allow foreign bodies which get between the grinding disks with your grinding material to escape again without seriously damaging the grinding disks.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein auf die Welle einwirkendes, die Wärmedehnung mindestens teilweise kompensierendes Organ vorgesehen ist.This object is achieved in that a on the Wave acting, the thermal expansion at least partially compensating organ is provided.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erlindungsgegenstandes dargestellt.In the drawing is an embodiment of the subject matter of the invention shown.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine Mühle gemäß der Erfindung; Fig. 2 stellt einen Querschnitt durch die Mühle nach der Linie 11-11 in Fig. 1 dar; Fig. 3 zeigt ein Detail der unteren Wellenlagerung. Die Mühle weist einen Gehäusernantel 1 auf, welcher auf einem Boden 2 befestigt und etwa in der Mitte zweigeteilt ist. Etwas oberhalb des Bodens 2 befindet sich im Gehäusemantel ein einwärts ragender Lagerflansch 3, der zur Aufnahme der Lagerungsorgane der Welle 9 dient. Oberhalb dieses Lagerflansches 3 ist im Innern des Gehäusemantels der Stator 5 des Elektromotors befestigt, der an einem Kranz von Rippen 5 unter Bildung von Zwischenräumen 16 in diesem Gehäusemantel gehalten ist. Oberhalb des Stators 5 ist ein mit Kühlluftöffnungen versehener weiterer Lagerflansch 34 vorhanden, in dem ein Kugellager 26 sowie Federn 20 gehalten sind. Eine rotierende Mahlscheibe 8 wird auf der lotrecht stehenden Welle 9 von einer Tragscheibe 7 gehalten, wobei die Welle 9 mit dem Rotor 6 des Elektromotors drehfest verbunden ist. Die Tragscheibe 7 ist auf ihrer Unterseite mit mehreren Flügeln 10 ausgebildet und wirkt als Ventilatorrad. 1 shows a longitudinal section through a mill according to the invention; Fig. 2 is a cross-section through the mill taken along line 11-11 in Fig. 1 ; Fig. 3 shows a detail of the lower shaft bearing. The mill has a housing shell 1 which is attached to a base 2 and is divided into two parts approximately in the middle. Somewhat above the base 2 there is an inwardly projecting bearing flange 3 in the housing jacket, which serves to accommodate the bearing elements of the shaft 9. Above this bearing flange 3 , the stator 5 of the electric motor is fastened in the interior of the housing jacket and is held on a ring of ribs 5 with the formation of gaps 16 in this housing jacket. Above the stator 5 there is a further bearing flange 34 which is provided with cooling air openings and in which a ball bearing 26 and springs 20 are held. A rotating grinding disk 8 is held on the vertically standing shaft 9 by a support disk 7 , the shaft 9 being non-rotatably connected to the rotor 6 of the electric motor. The support disc 7 is formed on its underside with several blades 10 and acts as a fan wheel.

Oberhalb der rotierenden Mahlscheibe 8 ist unter Bildung eines geringen Luftspaltes eine stationäre Mahlscheibe 11 in einem aus dem Gehäusemantel herausziehbarenEinsatzstück 12festgeschraubt. Dieses Einsatzstück 12 ist auf der unteren Seite als Trichter 13 ausgebildet und geht im. Oberteil in ein zylindrisches Teil 14 über. Der Außendurchmesser dieses zylindrischen Teils 14 entspricht dem Innendurchmesser des Oberteils des Gehäusemantels 1. Durch Herausziehen dieses Einsatzstückes lassen sich somit die Mahlscheiben freilegen. Die Mühle ist mittels eines um einen Bolzen 35 schwenkbaren, Deckels 15 abgeschlossen.Above the rotating grinding disk 8 , a stationary grinding disk 11 is screwed tightly in an insert piece 12 that can be pulled out of the housing jacket, forming a small air gap. This insert 12 is designed on the lower side as a funnel 13 and goes in. Upper part in a cylindrical part 14 over. The outer diameter of this cylindrical part 14 corresponds to the inner diameter of the upper part of the housing jacket 1. By pulling out this insert piece, the grinding disks can thus be exposed. The mill is closed by means of a cover 15 which can be pivoted about a bolt 35.

Die Distanz zwischen den beiden Mahlscheibe.n 8 und 11 und somit die gewünschte Feinheit des Mahlgutes kann durch Drehen des Knopfes 30 eingestellt werden. -Dieser Knopf steht über eine Welle 29 mit den beiden Kegelrädern 28 in Verbindung, wodurch sich der mit einem Gewinde 39 versehene Zapfen 38 verdrehen läßt, was eine Axialverschiebung des mit dem Gewinde 39 in Verbindung stehenden Lagerstückes 33 bewirkt. Gegen die obere, ringförmige Stirnseite des Lagerstückes 33 liegt ein Kugellager 27 an, das in der Bohrung des unteren Lagerflansches 3 leicht verschiebbar gehalten ist und durch Tellerfedern 22 nach abwärts gepreßt wird. In einer Umfangsnut der Welle 9 befindet sich ein radial federnder Ring 41 als Gegenlager für diese Tellerfedern 22.The distance between the two grinding disks 8 and 11 and thus the desired fineness of the ground material can be set by turning the knob 30 . - This button is connected via a shaft 29 with the two bevel gears 28 in connection, whereby the threaded pin 39 can rotate 38, which causes an axial displacement of the associated with the threaded piece 39 bearing 33rd A ball bearing 27 rests against the upper, annular end face of the bearing piece 33 , which is held in the bore of the lower bearing flange 3 so as to be easily displaceable and is pressed downward by disc springs 22. In a circumferential groove of the shaft 9 there is a radially resilient ring 41 as a counter bearing for these disc springs 22.

Im Innem der teilweise hohlen Welle 9 ist ein Stab mit einem verhältnismäßig geringen Ausdehnungskoeffizienten an ihrem oberen Ende befestigL Der Ausdehnungskoeffizient dieses Stabes ist kleiner als 6 - 10 - 61' C und er besteht vorza-sweise aus Invar. Dieser Invarstab 21 ist an beiden Enden mit Gewinde versehen und ist länger als die halbe Länge der Welle 9. Der Angriffspunkt des Invarstabes 21 ist etwa ein Drittel der Wellenlänge von der oberen Stirnseite der Welle entfernt. Zwei Gewindemuttem 23 und 24 sind auf das am unteren Ende des Invarstabes 21 vorhandene Gewinde aufgeschraubt und drücken über eine Scheibe 37 gegen den Innenring des Kugellagers 27. Die Welle 9 steht gegenüber der Scheibe 37 um einen geringen Betrag zurück, und außerdem besteht zwischen dem unteren Ende des Invarstabes 21 und dem oberen Ende des mit Gewinde 39 versehenen Zapfens 38 ein Spielraum. Der Bolzen 40, der in eine Bohrung des unteren Lagerflansches 3 eingreift und entweder in dieser oder im Lagerstück 33 leicht gleitbar gehalten ist, dient der Verhinderung einer Verdrehung des Lagerstückes relativ zum Lagerflansch bei der Einstellung des Mahlspaltes.Inside the partially hollow shaft 9 , a rod with a relatively low coefficient of expansion is fastened at its upper end. The coefficient of expansion of this rod is less than 6-10-61 ° C and it consists primarily of Invar. This invar rod 21 is provided with a thread at both ends and is longer than half the length of the shaft 9. The point of application of the invar rod 21 is about a third of the wavelength away from the upper end face of the shaft. Two threaded nuts 23 and 24 are screwed onto the existing at the lower end of the Invarstabes 21 threaded and push via a washer 37 against the inner ring of the ball bearing 27. The shaft 9 faces the disk 37 by a small amount back and also exists between the lower end of the Invarstabes 21 and the upper end of the pin threaded 39 38 a margin. The bolt 40, which engages in a bore of the lower bearing flange 3 and is held either in this or in the bearing piece 33 so as to be easily slidable, serves to prevent the bearing piece from rotating relative to the bearing flange when the grinding gap is set.

Das Ein- und Ausschalten des elektrischen Antriebsmotors erfolgt durch den Bedienungsknopf 31, der mit einem Schalter 32 über eine Welle in Verbindung steht.The electric drive motor is switched on and off using the control button 31, which is connected to a switch 32 via a shaft.

Der Gehäusemantel 1 ist außen mit Verkleidungsblechen 18 umgeben, die von diesem teilweise Ab- stände aufweisen, so daß senkrecht verlaufende Kühlluftkanäle 19 entstehen.The casing jacket 1 is externally surrounded by cladding panels 18 which have items from this partial waste, so that vertically extending cooling air channels 19th

Die Wirkungsweise des Erfindungsgegenstandes ist folgende- Die zu mahlenden Kaffeebohnen werden oben in den Trichter 13 geleert und gelangen zwischen die Mahlscheiben 8 und 11. Nach Einschalten des Antriebsmotors wird der Kaffee gemahlen und tritt schließlich durch die öffnung 36 aus und gelangt Über das Ausflußrohr 17 in einen für die Aufnahme vorgesehenen, in der Zeichnung nicht dargestellten - Behälter. Der Abstand (Mahlspalt) zwischen den beiden Mahlscheiben 8 und 11 liegt üb- licherweise etwa in der Größenordnung von 1/1.. bis "/",) mm und kann durch den Bedienungsknopf 30 eingestellt werden. Durch die Verstellung des Knopfes werden die gegenüber den Telleeredern 22 schwächeren Federn 20 mehr oder weniger zusammengepreßt. Im Dauerbetrieb dehnt sich infolge der in der Mahlscheibe 8 sowie im Motor entwickelten Wärme die Welle 9 aus. Da das Gehäuse sich nicht sofort im gleichen Maße zu erwärmen vermag, würde diese Längenänderung der Achse 9 eine Verringerung des Abstandes zwischen den Wahlscheiben verursachen. Dies wird jedoch durch den Invarstab 21 verhütet, der einen etwa achtmal geringeren Ausdehnungskoeffizienten gegenüber Stahl aufweist. Die in den unteren zwei Drittel der Achse 9 entstehende Veränderung kann sich somit nicht nach oben auswirken, da dies durch den Invarstab 21 verhindert wird, und bewirkt somit eine geringfügige Zusammenpressung der Tellerfedem 22. Anderseits ist eine Ausdehnung des obersten Drittels der Welle 9 erwünscht und vorgesehen, um die beün Dauerbetrieb entstehende Wärmedehnung des Gehäusemantels 1 zu kompensieren, so daß der Abstand zwischen den Mahlscheiben auch bei Dauerbetrieb der Maschine sehr weitgehend konstant gehalten werden kann.The mode of operation of the subject of the invention is as follows - The coffee beans to be ground are emptied into the top of the funnel 13 and pass between the grinding disks 8 and 11. After switching on the drive motor, the coffee is ground and finally exits through the opening 36 and enters via the outlet pipe 17 a provided for the recording, not shown in the drawing - container. The distance (mill gap) between the two grinding discs 8 and 11 is usual SHORT- approximately in the order of 1/1 to .. "/") mm and can be adjusted by the control knob 30th By adjusting the knob, the springs 20, which are weaker than the troughs 22, are more or less compressed. In continuous operation, the shaft 9 expands as a result of the heat developed in the grinding disk 8 and in the motor. Since the housing cannot immediately heat up to the same extent, this change in length of the axis 9 would cause a reduction in the distance between the dials. However, this is prevented by the Invar rod 21, which has an expansion coefficient that is about eight times lower than that of steel. The change occurring in the lower two thirds of the axis 9 can therefore not have an upward effect, since this is prevented by the Invar rod 21, and thus causes a slight compression of the disc springs 22. On the other hand, an expansion of the upper third of the shaft 9 is desirable and provided in order to compensate for the thermal expansion of the housing jacket 1 which occurs during continuous operation, so that the distance between the grinding disks can be kept very largely constant even when the machine is in continuous operation.

Sollten Fremdkörper (Steinchen, Metallteile usw.) zwischen die Mahlscheiben gelangen, dann kann die rotierende Mahlscheibe 8 nach abwärts ausweichen und den Fremdkörper dadurch herausschleudern und freigeben, ohne eine Beschädigung der Zähne zu verursachen. Dies ist dadurch möglich, daß die Tellerfedern 22 nachgeben und kurzzeitig zusammengepreßt werden.If foreign bodies (pebbles, metal parts, etc.) get between the grinding disks, the rotating grinding disk 8 can move downwards and thereby throw the foreign body out and release it without damaging the teeth. This is possible in that the disc springs 22 yield and are briefly pressed together.

Es wäre auch denkbar, daß an Stelle eines im Innern der Welle 9 angeordneten Invarstabes ein Rohr aus Invar oder einem ähnlichen Werkstoff vorgesehen würde oder an Stelle von Invar ein anderes Material mit einem gegenüber Stahl wesentlich kleineren Ausdehnungskoeffizienten angewendet würde.It would also be conceivable that instead of an Invar rod arranged inside the shaft 9 , a tube made of Invar or a similar material would be provided, or instead of Invar another material with a significantly lower coefficient of expansion than steel would be used.

Ferner wäre es denkbar, daß die beschriebene Art der Kompensation der Wärmedehnung nicht nur bei ScheibenmÜhlen, sondern auch bei andern Zerkleinerungsmaschinen Anwendung finden würde.It would also be conceivable that the type of compensation described the thermal expansion not only in disk mills, but also in other shredding machines Would apply.

Eine weitere Variante würde darin bestehen, daß an Stelle eines Invarstabes ein Bimetall verwendet würde, welches die Lage der Welle derart beeinflussen würde, daß ein möglichst genaues Konstanthalten des Abstandes zwischen beiden Mahlscheiben gewährleistet bleibt.Another variant would be that instead of an invar rod a bimetal would be used, which would influence the position of the shaft in such a way, that keeping the distance between the two grinding disks constant as precisely as possible remains guaranteed.

Claims

PATENT CLAIMS-1. Motor-driven disc mill, in particular a coffee grinder, with a stationary and a rotating grinding disc, the drive shaft of which is held axially displaceably in the housing, characterized in that an element (21) acting on the drive shaft (9) and at least partially compensating for its thermal expansion is provided.

2. Disc mill according to claim 1, characterized in that a rod 21 or a tube with an expansion coefficient of less than 6.10-6 is attached to the drive shaft 9, which rests against an axially adjustable bearing piece (33) under spring pressure. 3. Disc mill according to claims 1 and 2, characterized in that the rod (21) or the tube consists of Invar and is longer than half the length of the shaft (9). C.