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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kaffeemaschine, die mit einem vereinfachten Halterungssystem für Siebträger ausgestattet ist.
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Eine Kaffeemaschine weist bekanntlich aus eine Ausgabeeinheit mit Ausgabedüsen aus, die zur Ausgabe von unter Druck stehendem heißen Wasser geeignet sind. Diese Ausgabedüsen sind in Halterungen angeordnet, die zur Aufnahme von Siebträgern geeignet sind. Ein Siebträger besteht im Allgemeinen aus einem zylindrischen Behältnis, das zur Aufnahme von Kaffeepulver geeignet ist, einem Betätigungshebel, der radial von dem Behältnis absteht, und einer oder zwei Auslassdüsen, die unter dem Behältnis angeordnet sind.
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Wenn der Siebträger in die Halterung der Ausgabeeinheit eingekuppelt ist, wird das Kaffeepulver durch das unter Druck stehende heiße Wasser benetzt, um den flüssigen Kaffee durch die Ausgabedüse des Siebträgers zu extrahieren.
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Das Einsetzen des Siebträgers in die Halterung der Ausgabeeinheit erfordert bei jeder Tasse Kaffee, die der Barkeeper zubereitet, eine körperliche Anstrengung.
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Im Allgemeinen sind auf dem Markt Bajonett- oder Schraubhalterungssysteme zu finden, bei denen die Halterung mit einer Dichtung und einem Innengewinde versehen ist und der Siebträger Laschen oder ein Außengewinde aufweist, die sich für den Eingriff in das Innengewinde der Halterung eignen. Wenn der Siebträger in der Halterung gedreht wird, wird das Gewinde des Siebträgers in das Gewinde der Halterung geschraubt, so dass der Siebträger gegen die Dichtung der Halterung gedrückt wird, wodurch eine wasserdichte Kammer entsteht, die verhindert, dass Wasser vor Leckage bewahrt, wenn unter Druck stehendes Wasser ausgegeben wird.
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Bei diesem Halterungssystem muss der Bediener den Siebträger so drehen und zwingen, dass die Verschraubung des Gewindes des Siebträgers auf das Gewinde der Halterung der Ausgabeeinheit eine Aufwärts-Rotation des Siebträgers bestimmt, bis die Dichtung der Halterung der Ausgabeeinheit zusammengedrückt wird.
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Dieses Halterungssystem verursacht Stress und Ermüdung für den Bediener, der den Siebträger im Uhrzeigersinn drehen muss, um den Siebträger mit der Halterung der Ausgabeeinheit zu koppeln, und den Siebträger gegen den Uhrzeigersinn drehen muss, um den Siebträger von der Halterung der Ausgabeeinheit zu entkoppeln. Außerdem ist ein solches Halterungssystem nicht beständig, da die Befestigungskraft des Siebträgers von der vom Bediener ausgeübten Rotationskraft und auch die Wirksamkeit und der Verschleiß der Dichtung vom Bediener abhängen.
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EP 0 838 185 A1 offenbart eine Kaffeemaschine mit einem Bajonett-Halterungssystem für den Siebträger.
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Die Aufgabe dieser Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen, indem eine Kaffeemaschine offenbart wird, die mit einem Halterungssystem für Siebträger ausgestattet ist, das einfach, praktisch, effizient, vielseitig und zuverlässig ist.
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Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 erreicht.
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Aus den abhängigen Ansprüchen ergeben sich vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.
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Die Kaffeemaschine mit Halterungssystem für Siebträger nach der Erfindung ist in Anspruch 1 definiert.
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Zusätzliche Merkmale der Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung deutlicher hervorgehen, die sich auf eine lediglich illustrative, nicht einschränkende Ausführungsform bezieht, die in den beigefügten Abbildungen dargestellt ist, wobei:
- 1 ist eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Halterung einer Ausgabeeinheit und eines Siebträgers einer Kaffeemaschine, wobei sich das Halterungssystem in einer Ruhelage befindet;
- 2 ist eine Schnittansicht entlang der Schnittebene II-II von 1;
- 2A ist eine Explosionsschnittansicht einiger Elemente nach 2;
- 3 ist ein Schnitt entlang der Schnittebene III-III von 1;
- 3A ist eine Explosionsschnittansicht einiger Elemente nach 3;
- 4, 5 und 6 sind die gleichen Ansichten wie in 1, 2 und 3, welche die erfindungsgemäße Kaffeemaschine mit dem Halterungssystem in Betriebsposition zeigen;
- 7 ist ein Blockschaltbild, das ein erfindungsgemäßes Wassersystem der Kaffeemaschine schematisch darstellt.
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In Bezug auf die Figuren wird die erfindungsgemäße Kaffeemaschine beschrieben.
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Die Kaffeemaschine besteht, bezogen auf 1, aus einer Ausgabeeinheit 1, die aus einer Vielzahl von Halterungen 2 besteht, die von Trägern 10 getragen werden. Der Träger 10 ist der Teil der Ausgabeeinheit, welcher an der Maschine befestigt ist und einen Heißwasserstrom erhält; daher ist der Träger 10 der Teil der Ausgabeeinheit, welcher die Temperatur des Wassers thermisch aufrechterhält. Jede Halterung 2 der Ausgabeeinheit ist für die Aufnahme eines Siebträgers 7 geeignet.
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Die Ausgabeeinheit 1 ist von bekanntem Typ, daher entfällt ihre detaillierte Beschreibung.
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Unter Bezugnahme auf die 2 und 7 besteht die Ausgabeeinheit aus einem Ausgabeventil V1, das an ein Wassersystem 9 angeschlossen ist. Das Ausgabeventil V1 kommuniziert mit einem Infusionskanal 11, der in dem Träger 10 der Ausgabeeinheit erhalten wird.
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Das Wassersystem 9 umfasst eine Speisepumpe P1, die sich für die Zufuhr von Druckwasser mit einem Druck von ca. 9-11 bar eignet, welches im Allgemeinen aus einem nicht in den Figuren gezeigten Tank geliefert wird.
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Eine Heizung H ist im Wassersystem 9 zwischen der Speisepumpe P1 und dem Infusionskanal 11 der Ausgabeeinheit angeordnet. Das Heizung H ist geeignet, das Wasser auf eine Temperatur von ca. 88-96°C zu erhitzen, d.h. auf eine für die Extraktion des Getränks geeignete Temperatur.
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Das Ausgabeventil V1 ist in der Ausgabeeinheit 1 angeordnet, um die Wasserzufuhr vom Wassersystem 9 zum Infusionskanal 11 der Ausgabeeinheit zu aktivieren oder zu deaktivieren.
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Das Ausgabeventil V1 ist ein Dreiwege-Elektroventil und wird an drei Leitungen bzw. Kanälen angeschlossen:
- - einem Einlasskanal 90 in Verbindung mit dem Wassersystem 9,
- - einen Auslasskanal 91 in Verbindung mit dem Infusionskanal 11 und
- - ein Abflusskanal 92 in Verbindung mit einem Abfluss 93.
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Während das Getränk entnommen wird, öffnet das Ausgabeventil V1 die Verbindung zwischen dem Einlasskanal 90 und dem Auslasskanal 91 und schließt die Verbindung mit dem Abflusskanal 92. Wenn der Ausgabevorgang abgeschlossen ist, öffnet das Ausgabeventil V1 die Verbindung zwischen dem Auslasskanal 91 und dem Abflusskanal 92 und schließt die Verbindung mit dem Einlasskanal 90. In Anbetracht dessen wird, wenn die Extraktion abgeschlossen ist, das zwischen der Kaffeedosis und der Ausgabeeinheit 1 verbleibende Wasser abgelassen, um den Druck in diesem Bereich der Ausgabeeinheit zu beseitigen und den Siebträger 7 zu entfernen, so dass ein Auslaufen des vom Wassersystem 9 gelieferten Hochdruckwassers verhindert wird.
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Ein Zylinder 3 ist zwischen dem Träger 10 und der Halterung 2 angeordnet. Die Bolzen bzw. Schrauben B werden durch die Halterung 2 und den Zylinder 3 geführt, um die Halterung 2 an den Zylinder und den Zylinder 3 an dem Träger 10 der Ausgabeeinheit zu befestigen.
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Im Zylinder 3 ist ein Kolben 4 mit der Möglichkeit zur vertikalen Verschiebung montiert. Der Kolben 4 wird durch das Betätigungsmittel A bewegt; 7.
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In Bezug auf 2A hat der Zylinder 3 eine zylindrische Kammer 30 mit vertikaler Achse. Eine ringförmige Wandung 35 ist koaxial in der Kammer 30 so angeordnet, dass sie eine innere Kammer 30a mit zylindrischer Form und eine umfangsseitige Kammer 30b mit ringförmiger Form definiert.
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Der Zylinder 3 hat einen Infusionskanal 31, der mit der Inneren Kammer 30a in Verbindung steht und sich für die Kommunikation mit dem Infusionskanal 11 der Träger der Ausgabeeinheit eignet. Der Infusionskanal 31 des Zylinders ist vertikal und in der Nähe der Achse des Zylinders angeordnet.
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Der Kolben 4 umfasst einen ringförmigen Sitz 45, der nach oben offen ist und zur Aufnahme der ringförmigen Wandung 35 des Zylinders geeignet ist. Der Kolben 4 hat einen äußeren Dichtungsring 40, der in einem Seitenrand des Kolbens angeordnet ist, und innere Dichtungsringe 41, die im ringförmigen Sitz 45 des Kolbens so angeordnet sind, dass die Inneren Kammer 30a und die umfangsseitige Kammer 30b dichtend voneinander getrennt sind.
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Der Kolben 4 hat einen Infusionskanal 42, der in Übereinstimmung mit dem Infusionskanal 31 des Zylinders angeordnet ist. Der Infusionskanal 42 des Kolbens ist vertikal angeordnet.
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Der Kolben 4 umfasst eine Ausgabedüse 5, die eine Sammelkammer 50 in Verbindung mit dem Infusionskanal 42 des Kolbens und Auslasskanäle 51, 52 in Verbindung mit der Sammelkammer 50 umfasst. Zur Veranschaulichung umfassen die Auslasskanäle der Ausgabedüse einen zentralen Auslasskanal 51 und eine Vielzahl von umfangsseitigen Auslasskanälen 52.
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Eine Dichtung 6 ist peripher um die Ausgabedüse 5 des Kolbens angeordnet.
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Mindestens ein Bolzen oder eine Spindel 8 ragt aus der Oberseite des Kolbens 4 heraus. Zwei Schäfte sind in 3 und 3A dargestellt. Jeder Bolzen 8 geht gleitend durch den Zylinder 3 und den Träger 10 der Ausgabeeinheit, so dass er aus der Oberseite der Träger 10 der Ausgabeeinheit herausragt.
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In Anbetracht des oben Gesagten weisen der Zylinder 3 und die Träger 10 Bohrungen bzw. Löcher 38, 18 auf, in denen die Schäfte 8 des Kolbens gleitend montiert sind.
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Eine Feder M ist um jeden Bolzen 8 oberhalb der Träger 10 angeordnet. Die Feder M ist zwischen der Träger 10 und einer Mutter 80 angeordnet, die an einem oberen Teil des Bolzens 8 so montiert ist, dass sie den Kolben 4 in Kontakt mit dem Zylinder 3 nach oben drückt, wie in den 2 und 3 gezeigt.
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Der Siebträger 7 weist ein Behältnis 70 auf, das im Wesentlichen die Form einer zylindrischen Tasse hat, die für die Aufnahme von Kaffeepulver geeignet ist. Das Behältnis 70 hat einen Boden mit einem Auslasskanal 71, der mit einer Ausgabedüse 72 für die Extraktion von flüssigem Kaffee verbunden ist. Ein Griff 73 ragt radial aus dem Behältnis 70 heraus.
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In Bezug auf 3 hat das Behältnis 70 des Siebträgers seitliche Vorsprünge 74, die radial nach außen in orthogonaler Richtung zum Griff 73 vorstehen.
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Der Halterung 2 umfasst einen Sitz 20, der zur Aufnahme des Behältnisses 70 des Siebträgers geeignet ist. Der Sitz 20 ist oben zum Einsetzen des Kolbens 4, unten zum Einsetzen der Ausgabedüse 72 des Siebträgers und vorne zum Einsetzen des Siebträgers 7 nur durch Verschieben, ohne Drehung, offen.
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Der Sitz 20 des Halterung besteht aus zwei Linearführungen 21 mit C-förmigem Querschnitt, in denen die seitlichen Vorsprünge 74 des Siebträgers gleiten. In den Sitz 20 des Halterung können in den Figuren nicht gezeigte Positionserfassungsmittel angeordnet werden, um zu erkennen, wann der Siebträger eine Endposition erreicht, in der sich der Kolben 4 über dem Behältnis 70 des Siebträgers befindet. Die Positionserkennungsmittel sind optional.
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Vorteilhaft ist, dass das Betätigungsmittel A ein Druckbeaufschlagungssystem 100 hydraulischer oder pneumatischer Art sein kann. Natürlich kann das Betätigungsmittel A auch ein elektrischer oder elektromagnetischer Aktuator sein.
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Wenn es sich bei dem Betätigungsmittel A um ein Druckbeaufschlagungssystem 100 handelt, umfasst der Zylinder 3 Druckbeaufschlagungskanäle 32, die vertikal und peripher zum Infusionskanal 31 angeordnet sind. Die Druckbeaufschlagungskanäle 32 stehen mit der umfangsseitigen Kammer 30b in Verbindung.
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Der Zylinder 3 umfasst einen Entlüftungskanal 36, der vertikal an der ringförmigen Wandung 35 angeordnet ist.
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Unter Bezugnahme auf die 3 und 3A ist mindestens ein Anschlussstück C1, C2 für den Einlass/Auslass von Flüssigkeit an der Träger 10 angebracht und steht mit den Druckbeaufschlagungskanälen 32 durch die in der Träger 10 und im Zylinder erhaltenen Kanalisierungen in Verbindung.
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Wie in den Figuren dargestellt, sind zwei Anschlüssstücke C1, C2 vorgesehen, die mit zwei Kanälen 13, 14 in Verbindung stehen, die in der Träger 10 10 erhalten wurden, und die mit einem ringförmigen Kanal 34 des Zylinders in Verbindung stehen, der mit den Druckbeaufschlagungskanälen 32 des Zylinders in Verbindung steht.
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Die Anschlussstücke C1, C2 sind mit dem Druckbeaufschlagungssystem 100 hydraulischer oder pneumatischer Art so verbunden, dass die umfangseitige Kammer 30b des Zylinders unter Druck gesetzt wird.
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Unter Bezugnahme auf 7 kann das Druckbeaufschlagungssystem 100 aus einer Druckbeaufschlagungspumpe P2 und einem Druckbeaufschlagungsventil V2 bestehen.
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Das Druckbeaufschlagungsventil V2 ist ein Dreiwege-Elektroventil und wird an drei Leitungen bzw. Kanälen angeschlossen:
- - einem Einlasskanal 94 in Verbindung mit dem Druckbeaufschlagungssystem 100,
- - einen Auslasskanal 95 in Verbindung mit den Anschlussstücken C1, C2 und
- - ein Abflusskanal 96 in Verbindung mit einem Abfluss 93.
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Wenn die umfangsseitige Kammer 30b mit Druck beaufschlagt werden soll, wird die Verbindung zwischen dem Einlasskanal 94 und dem Auslasskanal 95 des Druckbeaufschlagungsventils geöffnet. Wenn die umfangsseitige Kammer 30b drucklos gemacht werden soll, wird die Verbindung zwischen dem Auslasskanal 95 und dem Abflusskanal 96 des Druckausgleichsventils geöffnet.
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Vorteilhaft ist, dass die Druckaufbaupumpe P2 an einen Tank der Maschine angeschlossen ist und kaltes Wasser mit einem Druck von ca. 10-11 bar liefert.
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Das Programm der Maschine kann so eingestellt werden, dass die Druckbeaufschlagungspumpe P2 vor der Speisepumpe P1 betrieben wird, wenn der Bediener den Abgabeknopf drückt. In Anbetracht dessen wird der Kolben 4 nach unten bewegt und unter Druck stehendes Heißwasser abgegeben.
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Selbstverständlich kann die Maschine mit zwei separaten Tasten ausgestattet werden: eine erste Taste zur Betätigung der Druckbeaufschlagungspumpe P2 und eine zweite Taste zur Betätigung der Speisepumpe P1. In einem solchen Fall drückt der Bediener nacheinander die erste und die zweite Taste.
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Alternativ kann das Druckbeaufschlagungssystem 100 die Speisepumpe P1 verwenden. In einem solchen Fall ist der Einlasskanal 94 des Druckbeaufschlagungsventils V2 nach der Speisepumpe P1 und vor dem Heizung H angeschlossen. Wenn der Benutzer also einen Kaffeeausgabeknopf drückt, liefert die Speisepumpe P1 Druckwasser an das Druckbeaufschlagungsventil V2 und an das Ausgabeventil V1. Das zum Ausgabeventil V1 geleitete Wasser wird jedoch aufgrund des Durchgangs in der Heizung H verzögert. Daher fließt das unter Druck stehende Wasser zunächst durch das Druckbeaufschlagungsventil V2, wobei der Kolben 4 nach unten bewegt wird, und dann durch das Ausgabeventil V1, wobei unter Druck stehendes heißes Wasser aus der Ausgabedüse 5 des Kolbens zugeführt wird. In Anbetracht des oben Gesagten verwendet der Bediener nur eine Taste, nämlich die Abgabetaste.
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Der erfindungsgemäße Betrieb der Kaffeemaschine wird nachfolgend beschrieben.
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Anfänglich befindet sich der Kolben 4 in einer nicht-arbeitenden, zurückgezogenen Position, wie in den 1, 2 und 3 dargestellt. Der Bediener setzt den Siebträger 7 in den Sitz 20 der Halterung ein nur durch eine Vorwärtsverschiebung, ohne jegliche Drehung. Wie in 1, 2 und 3 dargestellt, ist die Dichtung 6 des Kolbens vom oberen Rand des Behältnisses 70 des Siebträgers beabstandet.
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Dann drückt der Bediener eine Kaffeeausgabetaste. Wenn der Positionssensor feststellt, dass der Siebträger die Endposition erreicht hat, sendet der Positionssensor einen Bestätigungsbefehl an das Druckbeaufschlagungssystem 100, um die umfangsseitige Kammer 30b des Zylinders unter Druck zu setzen.
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Dann strömt eine unter Druck stehende Flüssigkeit durch das Druckbeaufschlagungsventil V2, tritt in die Anschlussstücke C1, C2 ein und erreicht die Umfangsseitige Kammer 30b des Zylinders, wobei der Kolben 4 nach unten gedrückt wird, so dass die Dichtung 6 des Kolbens fest mit dem oberen Rand des Behältnisses 70 des Siebträgers verbunden ist, wodurch eine wasserdichte Kammer zwischen dem Behältnis des Siebträgers und der Ausgabedüse 5 des Kolbens entsteht, wie in den 4, 5 und 6 dargestellt. Die Federn M werden während der Abwärtsbewegung des Kolbens 4 zusammengedrückt und belastet.
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Nun wird unter Druck stehendes heißes Wasser abgegeben, um den Kaffee zu extrahieren. Das unter Druck stehende Heißwasser durchläuft das Ausgabeventil V1, durchläuft die Infusionskanäle 11, 31 der Träger 10 und des Zylinders 3 und erreicht die innere Kammer 30a zwischen Kolben und Zylinder.
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Von der inneren Kammer 30a gelangt das unter Druck stehende Heißwasser in den Infusionskanal 42 des Kolbens, erreicht die Ausgabedüse 5 des Kolbens und wird aus den Löchern 51, 52 der Ausgabedüse ausgegeben bzw. ausgestoßen, so dass das Kaffeepulver im Behältnis 70 von 20 des Siebträgers benetzt wird. Dann wird der flüssige Kaffee aus der Ausgabedüse 72 des Siebträgers extrahiert.
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Wenn die Kaffee-Extraktion abgeschlossen ist, verschließt das Ausgabeventil V1 den Einlasskanal und öffnet den Abflusskanal, um die Kammer zwischen dem Behältnis des Siebträgers und dem Kolben drucklos zu machen.
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Das Druckbeaufschlagungsventil V2 verschließt den Einlasskanal und öffnet den Abflusskanal, um die umfangsseitige Kammer 30b des Zylinders drucklos zu machen. In Anbetracht dessen kann der Siebträger 7 aus dem Sitz 20 des Halterung herausgezogen werden.
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Die Federn M werden entlastet, wodurch der Kolben 4 so angehoben wird, dass der Kolben 4 in die in den 1, 2 und 3 dargestellte, zurückgezogene Ruhestellung zurückkehrt.
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Die erfindungsgemäße Kaffeemaschine kann auch ohne den Positionssensor betrieben werden. Das Behältnis 70 des Siebträgers wird in den Sitz 20 der Halterung eingesetzt. Dann wird durch Drücken der Kaffeeausgabetaste die Druckbeaufschlagung der umfangsseitigen Kammer 30b des Zylinders gestartet und der Kolben 4 nach unten bewegt. Wenn der Siebträger nicht oder falsch eingesetzt wird, bewegt das Druckbeaufschlagungssystem den Kolben 4 nach unten, ohne die Ausgabeeinheit oder den Bediener zu beschädigen. Wenn der Siebträger fehlt, wird das Wasser aus der Ausgabedüse 5 des Kolbens ausgestoßen und tropft in einer Tropfschale unter der Ausgabeeinheit. Wenn der Siebträger 7 falsch in die Halterung 2 eingesetzt wird, wird das Wasser aus der Dichtung 6 des Kolbens ausgestoßen und tropft in die Tropfschale.
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Zusammenfassend wird eine Kaffeemaschine offenbart, die aus einem Siebträger 7 mit einem Behältnis 70 besteht, der nur durch einen Schiebeeinsatz ohne Drehung in eine Halterung 2 der Ausgabeeinheit eingekuppelt wird. Die Ausgabeeinheit 1 umfasst: Infusionskanäle 11, einen Kolben 4, der in einem Zylinder 3 mit der Möglichkeit des vertikalen Verschiebens montiert ist, und Betätigungsmittel A, die zur Betätigung des Kolbens 5 geeignet sind; der Zylinder 3 hat einen Infusionskanal 31, der mit dem Infusionskanal 11 der Ausgabeeinheit in Verbindung steht; der Kolben 4 hat eine Dichtung 6, die geeignet ist, mit einem oberen Rand des Behältnisses 70 des Siebträgers fest verbunden zu werden, eine Ausgabe- bzw. Spenderdüse 5 mit einer Vielzahl von Auslasskanälen 51, 52 und einen Infusionskanal 42, der mit dem Infusionskanal 31 des Zylinders und mit der Ausgabedüse 5 in Verbindung steht.
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Zahlreiche gleichwertige Variationen und Modifikationen, die in der Reichweite eines Experten auf diesem Gebiet liegen und in jedem Fall in den durch die beigefügten Ansprüche offengelegten Erfindungsumfang fallen, können an der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung vorgenommen werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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