KR20190009258A - 그라인더의 그라인딩 휠의 위치를 재설정하기 위한 장치 - Google Patents

그라인더의 그라인딩 휠의 위치를 재설정하기 위한 장치 Download PDF

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KR20190009258A
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기아코모 아비아티
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그루포 침발리 에스.피.에이.
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Abstract

식물성 제품의 콩을 위한 그라인더에서 그라인딩 휠(7, 8)의 위치를 재설정하기 위한 장치로서, 분쇄의 결과인 그 분말은 음료의 제조, 특히 커피의 제조에 사용되기 적합하다.
상기 그라인더는 그라인딩 챔버, 상기 그라인딩 챔버에 수용된 한 쌍의 그라인딩 휠(7, 8)을 포함하고, 상기 그라인딩 휠(7)은 모터(14)의 샤프트(13)에 연결되고, 그의 축은 회전되는 그라인딩 휠의 축방향 (Z-Z)을 정의하며, 그에 대향하는 다른 그라인딩 휠(8)은 회전에 대해 고정되고 상기 축방향 (Z-Z)을 따라 축방향으로 양쪽으로 움직여질 수 있다.
상기 장치는 고정 그라인딩 휠(8)에 대해 상기 축방향 움직임을 전하기 위한 메커니즘(17, 18), 전기 모터(33), 상기 전기 모터(33)에 의해 흡수된 전류 강도를 측정하기 위한 전류 강도계(34), 그리고 고정 그라인딩 휠(8)과 그에 대향하는 회전 그라인딩 휠(7) 사이에 제로-거리 상태를 나타내는, 상기 모터(33)에 의해 흡수된 전류 강도의 값이 측정되면, 상기 전기 모터(33)로 동력을 차단하기 위한 스위치(35)를 포함한다.

Description

그라인더의 그라인딩 휠의 위치를 재설정하기 위한 장치{Device for resetting the position of the grinding wheels in a grinder}
본 발명은 식물성 제품의 콩을 위한 그라인더의 그라인딩 휠의 위치를 재설정하기 위한 장치에 대한 것으로서, 분쇄의 결과인 그 분말은 음료의 제조, 특히 커피의 제조에 사용되기 적합하다.
특히, 그러나 이에 한정하지 않고, 분쇄된 콩은 로스팅된 커피콩이다.
그라인더는 그라인딩 챔버, 상기 그라인딩 챔버에 수용된 한 쌍의 그라인딩 휠을 포함하며, 상기 한 쌍의 그라인딩 휠의 그라인딩 휠은 모터의 샤프트에 연결되고, 그 축은 회전하는 그라인딩 휠의 축방향을 형성하며, 그에 대향하는 다른 그라인딩 휠은 회전에 대해 고정되며, 상기 축방향을 따라 축방향으로 양쪽으로 움직여질 수 있고, 상기 고정 그라인딩 휠에 대한 상기 축방향 움직임을 위한 메커니즘과 그를 작동하기 위한 상기 메커니즘에 연결된 모터 수단을 포함한다.
상기 그라인더는 또한 분쇄된 제품의 양을 도징(dosing)하고, 이후, 음료를 얻기 위해 포타필터(portafilter)를 채우기 위한 도징 장치가 장착될 수 있다.
식물성 제품의 분쇄된 콩으로부터 얻어진 분말을 통한 음료 제조에 있어서, 음료를 제조할 때 향미의 추출은 분쇄의 정도에 따르기 때문에, 물에 녹기 위해서, 음료의 형태와 음료의 관능적 품질 모두의 맥락에서, 분쇄의 정도는 중요한 관점으로 알려져 있다.
이는 특히 음료 제조를 위해 분쇄될 제품이 로스팅된 커피인 경우와 관련되며, 이는 에스프레소, 추출 커피 및 커피 크림을 포함하는 상이한 유형의 커피를 얻는데 사용될 수 있다.
제조될 음료의 유형에 따라, 다양한 분쇄도로 갈려지는 콩은, 가끔, 콩들 사이의 단단한 이물질이 존재하여, 그라인딩 휠을 파손시키며, 항상 상당한 마모를 야기하고, 그 결과로서, 주어진 시간 후, 그라인딩 휠은 둥근 에지를 가지기 시작하고, 이는 생산량 감소와 분쇄 커피의 품질 저하를 초래한다.
이는 그라인딩 챔버의 한 쌍의 그라인딩 휠의 비교적 빈번한 교체를 필요하게 할 것이다.
회전하는 그라인딩 휠을 구동하는 그라인딩 모터의 샤프트에 그라인딩 휠이 수직으로 배열되어야 하고, 그리고, 새로운 그라인딩 휠이 장착되면, 이는 초기화, 즉, 기준 거리로서 취해진 소정의 거리로, 고정 그라인딩 휠을 회전 그라인딩 휠을 향해 그리고 휠에서 멀어지게 이동시켜, 상이한 입자 크기로 분쇄될 수 있도록, 그라인딩 휠 위치 재설정 작동이 수행되어야 하기 때문에, 그라인딩 휠의 교체는 다소 어려운 작동이다.
그라인딩 휠 위치 재설정 작동은 실제로 고정 그라인딩 휠의 위치를 결정하기 위한 방법이며, 이는 회전 그라인딩 휠로부터의 거리가 제로(zero)인 위치로서 취해질 수 있다.
종래 기술에서, 그라인딩 휠 위치 재설정 작동은 한 쌍의 그라인딩 휠을 교체할 때 그라인더의 사용자에 의해 수행되며, 다양한 단계, 즉, 경험적 방법에 따라, 회전 그라인딩 휠을 회전시키면서, 이 회전 중, 그라인딩 휠들이 서로 접촉하는 순간, 즉, 그라인딩 휠들의 제로-거리 상태를 나타내는 쉬익하는 소리가 들리는 순간까지, 고정 그라인딩 휠을 회전 그라인딩 휠을 향해 축방향으로 변위시키는 메커니즘을 작동하는 단계를 포함한다.
이제, 사용자는 그라인더의 작동 메뉴얼에 정해진 것과 같이, 계속해서 고정 그라인딩 휠을 축방향으로 변위시키기 위한 메커니즘을 작동시키고, 그리고 기준 거리 "(dR)"로 알려진, 회전 그라인딩 휠로부터의 주어진 거리에 고정 그라인딩 휠을 위치시킴으로써, 고정 그라인딩 휠을 다시 미리 정해진 길이로 이동시키며, 그와 관련하여 고정 그라인딩 휠은, 어느 한 방향으로든, 원하는 입자 크기에 따라 작동 거리 "(dL)"을 세팅함으로써 축방향으로 변위될 것이다.
전술한 바와 같이, 종래의 방법에 따르면, 이러한 결정이 음향 감도와 그라인딩 휠을 교체하는 작동자의 훈련에 따르기 때문에, 주어진 그라인더에 있어서, 그라인딩 휠들 사이의 제로-거리에 대해 어떤 특유의 결정이 존재하지 않는다는 것을 알 수 있으며, 결과적으로, 제로-거리에 따르는, 사용자 메뉴얼에 나타나 있는 기준 거리 (dR)의 결정은 정확하지 않고, 추후 많은 수의 그라인딩 단계가 요구될 것이며, 이는 음료 제조에서 사용되는 분쇄된 제품의 특정 입자 크기가 요구되고, 특정 작동 거리 (dL)을 결정하기 위해, 불필요한 제품 낭비를 야기하게 될 것이다.
본 발명의 목적은 앞서 제시한 바와 같이, 그라인더의 그라인딩 휠의 위치를 재설정하기 위한 장치를 제공하는 것이며, 종래 기술로 야기된 단점을 극복하면서, 한 쌍의 그라인딩 휠을 교체할 때 작동자의 훈련 및 음향 감각에 구애받지 않고, 새로운 쌍의 그라인딩 휠에 대한 특유의 초기화를 허용한다.
하기에서 더 자세하게 설명된 것처럼, 이들 및 다른 목적은 새로운 쌍의 그라인딩 휠의 그라인딩 휠들 사이에 제로-거리를 결정하기 위한 장치로 성취되며, 이는 하기의 청구항 제1항에서 주장하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 하기에서 예시적이고 제한 없이 주어지고, 첨부된 도면에 도시된 특정 실시예를 참조하여 보다 상세히 설명될 것이다.
도 1은 로스팅된 커피를 분쇄하기 위한 종래의 그라인더-도저(grinder-doser)의 개략적인 사시도이다.
도 2는 회전 그라인딩 휠을 작동하기 위한 모터를 가진 그라인더의 그라인딩 챔버에서 그라인딩 휠을 상호간에 위치시키는 것을 나타내는 개략도이다.
도 3은 마모 또는 파손으로 인한 교체 중, 한 쌍의 그라인딩 휠의 초기화 중, 고정 그라인딩 휠에 의해 취해진 위치를 나타내는 개략도이다.
도 4는 수동 작동을 통해 상기 한 쌍의 그라인딩 휠을 초기화하기 위한, 본 발명의 장치의 제1 실시예를 나타낸다.
도 5는 전기 모터를 사용하는 작동을 통해 상기 한 쌍의 그라인딩 휠을 초기화하기 위한, 본 발명의 장치의 제2 실시예를 나타낸다.
도 6은 전기 모터와 전류 강도계를 사용하는 작동을 통해 쌍의 그라인딩 휠을 초기화시키기 위한, 본 발명의 장치의 대안 실시예를 나타낸다.
상기 도면들, 특히, 도 1을 참조하면, 일반적으로 (1)로 도시된 그라인더는 베이스(2), 도시되지 않은 그라인딩 챔버가 수용되는 바디(3)를 포함하고, 당업계에 알려진 바와 같이, 한 쌍의 그라인딩 휠, 즉, 고정 및 회전 그라인딩 휠이 거기에서 작동하고, 후자는 전기 모터에 의해 회전되며, 또한, 당업계에 알려진 바와 같이 바디(3)에 또한 수용된다.
호퍼(4)는 분쇄될 콩, 즉, 분쇄 커피를 보유하고 그라인딩 휠에 공급하기 위한 것으로서, 바디(3) 위에 위치한다.
그라인더(1)는 분쇄된 제품을 도징하기 위한 도저(5, doser)와 포타필터를 수용하기 위한 종래의 지지부(6)가 장착될 수 있으며, 포타필터는 도 1에 도시되지 않는다.
그라인딩 챔버에서 작동하도록 설계된 한 쌍의 그라인딩 휠은 도 2에 개략적으로 도시되고, 회전 그라인딩 휠은 번호 (7)로 나타내며, 회전에 대해 고정되지만, 하기 명시된 것처럼 축방향으로 변위될 수 있는 고정 그라인딩 휠은 번호 (8)로 나타낸다. 그라인딩 휠 둘 모두는 종래의 톱니를 가지며, 개략적으로 각각 (9), (10)으로 나타낸다.
회전 그라인딩 휠(7)은 종래와 같이 개략적으로 (11)로 참조된, 지지대에, 예컨대, 연결 나사(12)를 통해 연결되며, 이러한 지지대를 통해, 전기 모터(14)의 샤프트(13)에 연결된다.
전기 모터(14)의 샤프트(13)는 축방향 Z-Z를 형성하고, 고정 그라인딩 휠(8)은 이를 따라 변위되며, 또한, 예컨대 나사(16)를 통해 연결된 각각의 지지대(15)에 의해 운반된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 그라인딩 휠(7, 8)의 톱니(9, 10)가 서로 접촉하여 비벼지게 되면 쉬익 소리가 발생하고, 그라인딩 휠들 사이에 제로-거리를 형성한다.
본 발명에 따라, 전술한 그라인딩 휠(7, 8) 사이의 제로-거리 위치는 도 4, 5에 도시된 것과 같은 장치를 이용하여 성취된다.
도 4를 참고하면, 번호 (17)은 나사산 기어(threaded gear)로 형성된 종래의 기어휠(gearwheel)을 나타내며, 도시되지 않지만, 회전 그라인딩 휠(7)을 회전시키는 모터(14)의 샤프트(13)의 축과 일치하는 축 Z-Z를 따른 고정 그라인딩 휠(8)에 대한 축방향 변위를 전하기 위한 종래의 메커니즘을 나타낸다.
번호 (18)로 참조된 아르키메데스 스크류(Archimedean screw)는 상기 기어휠에 연결되고, 개략적으로 (19, 20)로 참조된 말단 지지대 사이에 장착된다.
베벨 기어(22)는 스크류(18)의 섕크 말단(21, shank end) 상에 끼워 맞춰지며, 탄성 부재(25), 예컨대, 섕크(21)와 동축으로 배열된 컵 스프링 뭉치와 같은 탄성 부재(25)의 말단(24)과 어깨부(23) 사이에서 미끄러질 수 있으며, 탄성 부재(25)의 다른 말단(26)은 섕크(21)에 부착된 잠금 플레이트(27)에 대해 작용한다.
탄성 부재(25)에 의해 가해진 축방향 탄성력은 베벨 기어(22)를 어깨부(23)에 수직으로 부착되게 하여, 이로써 섕크(21)에 단단히 연결되고 스크류(18)에 연결되게 한다.
부재들(22, 23, 24, 25, 26, 27)은 실제로 마찰 시스템을 형성한다.
베벨 기어(22)는 번호(30, 31)로 참조된 지지대에 장착된 샤프트(29)에 맞춰지고 단단히 연결된 제2 베벨 기어(28)와 회전 가능하게 맞물린다.
도 4의 실시예에 도시된 것처럼, 샤프트(29)는 수동 회전 작동을 위한 노브(32, knob)로 마감된다.
그라인더(1)에 대해, 전술한 샤프트(29)는 바디(3) 외부로부터 접근되도록 설계될 수 있으며, 거기에 노브(32)가 위치될 수 있다.
도 5의 실시예를 참조하면, 샤프트(29)는 장치의 자동 작동을 위해 전기 모터(33)에 연결된다.
전기 모터(33)는 양쪽으로의 샤프트(29)의 회전을 위해, 바람직하게 DC 또는 스텝 모터이다.
본 발명의 장치를 이용하는, 그라인딩 휠들 사이의 제로-거리 위치의 결정, 즉, 새로운 쌍의 그라인딩 휠의 초기화는 샤프트(29)로 회전을 전달함으로써, 즉, 노브(32) 상의 수동 작동, 또는 모터(33)를 통한 전기적인 작용을 통해 수행된다.
나사(18)와 기어휠(17)을 통한 샤프트(29)의 회전과, 축 Z-Z의 방향으로 고정 그라인딩 휠(8)을 축방향으로 변위시키기 위한 종래의 메커니즘은 상기 고정 그라인딩 휠(8)을 회전 그라인딩 휠(7)을 향해 이동시키며, 후자는 반드시 회전될 필요는 없다.
베벨 기어(22)와 상응하는 스크류(18)의 어깨부(23)가 그들 사이에 저장되어 있는 교정 탄성 에너지에 의해 발생된 구동 토크를 초과하는 저항 토크를 갖는 것을 탄성 부재(25)가 감지할 때까지, 노브(32)를 통한 수동 작동 및 모터(33)를 통한 모터 작동에 의해 얻어진, 본 발명에 따른 샤프트(29)의 회전은 계속된다.
고정 그라인딩 휠(8)과 그에 대향하는 회전 그라인딩 휠 사이의 접촉 상태가 상기 저항 토크에 상응한다고 가정하면, 베벨 기어(22)가 어깨부(23)에 대한 마찰 접촉을 잃을 때, 샤프트(29)의 회전이 계속되는 경우에도 스크류(18)로의 운동 전달이 정지된다.
본 출원인은 그라인딩 휠의 가장 일반적인 형식으로, 즉, 65 mm의 지름을 가지며, 그라인딩 휠들 사이의 접촉을 나타내는, 즉, 그라인딩 휠의 제로-거리 상태를 나타내는 저항 토크가 16 Kg.cm 내지 19 Kg.cm 범위에 있는 것을 발견할 수 있었다.
그러므로, 본 발명의 장치를 통해, "그라인딩 휠 제로-거리" 위치는 특유의 방식으로 결정된다.
전술한 "그라인딩 휠 제로-거리"가 특유의 방식으로 결정되고 나면, 다양한 그라인딩 입자 크기를 위한 기준 거리 (dR) 및 작동 거리 (dL)는 또한 그라인더에 프로그램되거나 또는 그 작동 메뉴얼에 나타낸 명령을 기반으로 하여 고정 그라인딩 휠의 변위에 따라 특유의 방식으로 결정될 수 있으며, 불필요한 제품 및 시간 낭비를 초래하는 다양한 그라인딩 시도를 통하지 않을 수 있다.
도 3은 대표적인 "그라인딩 휠 제로-거리" 선, 기준 거리 (dR)로 대표되는 뒤를 향한 위치, 더불어 각각 dL1 및 dL2로 참조되는 두 개의 선을 나타내고, 상기 두 선은 상이한 입자 크기를 제공하는 작동 거리를 나타내며, 즉, (dL1)은 "그라인딩 휠 제로-거리"에서 일정 거리를 두고 고정 그라인딩 휠을 위치시켜 얻어지며, 상기 "그라인딩 휠 제로-거리"는 작동 거리 (dL2)로 나타낸 거리를 초과하며, 둘 모두 특유의 방식으로 결정된 기준 거리 (dR)에 걸쳐져 있다.
본 발명의 하나의 대안 실시예에서, 도 6을 참조하면, 새로운 쌍의 그라인징 휠은, 도 5의 부재(25)와 같은 탄성 부재 대신, 전기 모터(33)에 의해 흡수된 전류 강도를 측정하기 위한 측정계(34)와, 상기 모터(33)에 의해 흡수된 전류 강도의 값을 감지하면 모터로의 동력 공급을 중단시키는 스위치(35)를 포함하며, 상기 상기 모터(33)에 의해 흡수된 전류 강도의 값은 고정 그라인딩 휠과 그에 대향하는 회전 그라인딩 휠 사이의 제로-거리 상태를 나타낸다.
본 출원인은 가장 일반적인 그라인딩 휠의 유형에 대해, 즉, 65 mm의 지름을 가지며, 그라인딩 휠의 제로-거리 상태를 나타내는 모터(33)에 의해 흡수된 전류의 값이 보통의 작업 중 모터에 의해 흡수된 전류 강도의 보통 값에 5 내지 6 배의 범위, 즉, 2500 mA 내지 3000 mA 범위에 있다는 것을 발견할 수 있었다.
본 발명의 장치의 작동은, 고정 그라인딩 휠을 축방향으로 변위시키도록 설계된 모터에 의해 흡수된 미리 정해진 전류 값을 감지하여, "그라인딩 휠 제로-거리" 위치를 특유의 방식으로 결정하고, 이후, 어느 방향으로든 전해지도록 스탭 모터(33)에 회전 수를 프로그램함으로써, 기준 거리 (dR) 및 작동 거리 (dL1) 및/또는 (dL2)를 결정하는데 사용되는 종래의 전자 제어 유닛(CPU)에서 프로그램된 모드로 또한 작동되기 적합하다. 이러한 목적을 위해, 후자는 도시되지 않았지만, 바람직하게는 인코더로 구성된 전자식 분당 회전수 센서(an electronic rpm sensor)가 구비하도록 의도된다.
기준 거리 (dR) 및 작동 거리 (dL1 및 dL2)의 전자 프로그래밍은 모터(33)에 인코더(encoder)를 장착하여, 도 5에 도시된 것과 같은 장치의 실시예에서도 이용 가능할 수 있다.

Claims (7)

  1. 음료를 제조하는데 사용하기 적합한 식물성 제품의 콩과 분쇄의 결과인 그 분말을 위한 그라인더에서 그라인딩 휠(7, 8)의 위치를 재설정하는 장치로서,
    상기 그라인더는, 그라인딩 챔버(9); 상기 그라인딩 챔버에 수용된 한 쌍의 그라인딩 휠(7, 8), 여기서, 상기 쌍의 그라인딩 휠의 그라인딩 휠(7)은 모터(14)의 샤프트(13)에 연결되고, 그 축은 회전되는 그라인딩 휠의 축방향(Z-Z)을 형성하며, 그에 대향하는 다른 그라인딩 휠(8)은 회전에 대해 고정되고, 상기 축방향(Z-Z)에서 축방향으로 양쪽으로 움직일 수 있음; 상기 고정 그라인딩 휠(8)에 상기 축방향 움직임을 전하기 위한 메커니즘(17, 18); 상기 메커니즘에 연결된 모터 수단(33); 상기 고정 그라인딩 휠(8)과 회전 그라인딩 휠(7) 사이에 접촉 상태가 감지되면 상기 모터(33)의 작동을 멈추게 하기 위한 수단(22, 23); 상기 접촉 상태를 감지하기 위해 제공된 수단(25);을 포함하는, 그라인딩 휠(7, 8)의 위치를 재설정하는 장치에 있어서,
    상기 모터 수단은 전기 모터(33)를 포함하고, 고정 및 회전 그라인딩 휠 사이에서 접촉 상태가 감지되면 상기 모터 수단의 작동을 멈추는 상기 수단은 전기 모터(33)에 의해 흡수된 전류 강도를 측정하기 위한 전류 강도계(34)와, 고정 그라인딩 휠(8)과 그에 대향하는 회전 그라인딩 휠(7) 사이에 제로-거리 상태를 나타내는 상기 모터(33)에 의해 흡수된 전류 강도의 값의 감지 시 상기 전기 모터로의 전원을 차단하기 위한 스위치(35)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 그라인딩 휠(7, 8)의 위치를 재설정하는 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 전기 모터(33)는 인코더가 장착되는 것을 특징으로 하는, 그라인딩 휠(7, 8)의 위치를 재설정하는 장치.
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 모터 수단(33)과 상기 메커니즘(17, 18) 사이에, 상기 고정 그라인딩 휠(8)로 상기 축방향 움직임을 전하기 위한 마찰 시스템(22, 23, 24, 25, 26, 27)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 그라인딩 휠(7, 8)의 위치를 재설정하는 장치.
  4. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고정 및 회전 그라인딩 휠(7, 8) 사이의 제로-거리 상태를 나타내는 모터에 의해 흡수된 전류 강도의 값은, 지름 65 mm를 가진 그라인딩 휠의 유형에 대해 보통의 작동 중 모터(33)에 의해 흡수된 전류 강도에 대한 보통의 값에 5 내지 6 배의 범위에 있는 것을 특징으로 하는, 그라인딩 휠(7, 8)의 위치를 재설정하는 장치.
  5. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고정 및 회전 그라인딩 휠(7, 8) 사이의 제로-거리 상태를 나타내는 모터에 의해 흡수된 전류 강도의 값은, 지름 65 mm를 가진 그라인딩 휠의 유형에 대해 2500 mA 내지 3000 mA 범위에 있는 것을 특징으로 하는, 그라인딩 휠(7, 8)의 위치를 재설정하는 장치.
  6. 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 그라인더(1)는 식물성 제품의 콩을 분쇄하여 얻어진 분말을 도징하기 위한 도징 장치(5)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 그라인딩 휠(7, 8)의 위치를 재설정하는 장치.
  7. 청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 식물성 제품의 콩은 로스팅된 커피 콩인, 그라인딩 휠(7, 8)의 위치를 재설정하는 장치.
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