DE2158173C3 - Maschine zur Zubereitung von Aufgüssen, insbesondere von Expresskaffee - Google Patents
Maschine zur Zubereitung von Aufgüssen, insbesondere von ExpresskaffeeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Maschine zur Zubereitung Von Aufgüssen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches
I.
Die modernen Expreßkaffeemaschinen sind vorzugsweise mit gesteuerten Einrichtungen versehen, die
selbsttätig die zur Zubereitung des Aufgusses notwendigen Hauptarbeitsgänge durchführen.
Es sind vorzugsweise hydraulisch gesteuerte Maschinen zur Zubereitung von Aufgüssen bekannt, welche die
Vorrichtungen zur Dosierung des Kaffeepulvers od?r
dergl. und zur geeigneten Verdichtung des Pulvers im Verein mit den Mitteln zur Durchführung des Aufgusses
Und zur Abfuhr des Suds umfassen. Es sind ferner Kaffeemaschinen bekannt (FR 13 64 875 und zugehörige
französische Zusatzanmeldung 79 638) bei denen eine in einem Drehtisch axial verschiebbar angeordnete
Hülse vorhanden ist, in welche das frische Kaffepulver eingefüllt wird und die dann durch Drehen des
Drehtisches unter den Wasserzulauf für das Brühwasser gebracht wird. Diese Hülse wird vor dem Einleiten des
Brühwassers durch einen Kolben auf den Brühwasser-Kulauf aufgeschoben und kann deshalb erst nach
Beendigung des Brühvorganges wieder abgesenkt und fcur Beschickungsstation für das frische Kaffeepulver
Weiterbewegt werden. Hierdurch entsteht beträchtliche Totzeit.
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Maschine
der eingangs genannten Art zu schaffen, die geringere Totzeit aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Teil des Zylindermantels des zweiten Zylinders
um eine zur Achse des Zylinders parallele Achse schwenkbar ist und mit einer Feder in geschlossener
Stellung gehalten wird, so daß der zweite Zylinder unter Überwindung der Kolbenstange des zweiten Kolbens
vom ersten Zylinder entfernbar ist, wenn sich der zweite Kolben im ersten Zylinder zur Bildung des Brühraums
befindet
Die Erfindung ermöglicht es also, den zweiten Zylinder bereits in die seiner Beschickung mit frischem
Kaffeepulver dienende Beschickungsstellung zu überführen, während sich der zweite Kolben noch im ersten
Zylinder befindet, also während des Brühvorganges und
reduziert so die Totzeit erheblich.
Würde ferner der zweite Zylinder erst dann ίο zurückgeführt werden, wenn der zweite Kolben in seine
Ausgangslage zurückgekehrt ist dann würde im zweiten Zylinder der am Filter haftende Kaffeesudrest des
vorhergehenden Brühvorganges zurückbleiben, wodurch der Ge§chmack des nachfolgenden Aufgusses
beeinträchtigt werden würde. Im Fall von größeren Sudrestmengen würde dann auch der zweite Zylinder
unregelmäßig beschickt und das Kaffeepulver unregelmäßig verdichtet werden. Auch dies wird bei der
erfindungsgemäßen Maschine vermieden.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt Es zeigt
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt Es zeigt
F i g. 1 eine Maschine zur Zubereitung von Aufgüssen im Schnitt in Draufsicht,
F i g. 2 einen Schnitt nach der Lini H-II der F i g. 1,
F i g. 3, 5 und 7 analoge Ansichten wie F i g. 1 des mittleren Teils der Maschine bei verschiedenen Stellungen der beweglichen Elemente,
F i g. 3, 5 und 7 analoge Ansichten wie F i g. 1 des mittleren Teils der Maschine bei verschiedenen Stellungen der beweglichen Elemente,
F i g. 6 einen Schnitt nach der Linie VI-VI der F i g. 5,
Fig.8 einen Schnitt nach der Linie VIII-VIII der F i g. 7 und
Fig.8 einen Schnitt nach der Linie VIII-VIII der F i g. 7 und
F i g. 9 in Schnittansicht von oben eine Variante einer Einzelheit der Maschine nach den F i g. 1 —8.
dargestellte Maschine zur Zubereitung von Aufgüssen einen ersten Zylinder 1 mit Mantel 2, der einen
durch eine Leitung 4 eintritt und durch eine Leitung 5 austritt umläuft Im Zylinder 1 ist .·τι erster Kolben 6
über eine Kolbenstange 7 durch einen in einem achsengleichen Zylinder 9 verschiebbaren Kolben 8
verschiebbar. In den Zylinder 1 münden zwei Kanäle 10 und 11 zum Einlassen von Warmwasser für die
führt den Kolben 6 in die in F i g. 1 gezeigte Lage, in der er gegen eine Schulter 42 anliegt, wobei jedoch die
nachfolgend näher erläutert wird, nicht unbedingt erforderlich ist. Die Aufwärtsverschiebung des Kolbens
*> im Zylinder 1 wird durch Einlassen eines Druckmittels
in den Zylinder 9 durch eine Leitung 14 hindurch gesteuert, welches Druckmittel den Kolben 8 bis zum
In einem achsgleich zum Zylinder I angeordneten Zylinder 16 ist ein Kolben 17 verschiebbar angeordnet,
der durch Einlaß von Druckmittel durch eine Leitung 18 hindurch entgegen der Wirkung einer Feder 19 bis zu
einem Anschlag 43 nach unten verschiebbar ist. Eine Stange 20 verbindet den Kolben 17 mit einem zweiten
Kolben 21, der in den Zylinder 1 einführbar ist und stirnseitig mit Kanälen 22 versehen ist, welche das durch
die Kanäle 10 eintretende Brühwasser durch ein M stirnseitiges Filter 24 in die Kaffeepulverschicht 23
einleiten. Analog trägt auch der Kolben 6 an seiner Stirnseite ein Filter 25 und ist mit Kanälen 26 versehen,
durch welche der gebildete Kaffeeaufguß in den
Zylinderraum 27 geleitet wird, aus dem er durch die
Kanäle 11 austritt Während dieser Phase der Zubereitung des Aufgusses wird durch den Doppelmantel
des Zylinders 1 Warmwasser geleitet, um den Brühraum auf der günstigsten Temperatur zu halten. s
Der unbewegliche Teil der Maschine weist zwei ebene Wände 28 und 29 auf, zwischen welchen ein mit
einem radialen Trichter 31 versehener zweiter Zylinder 30 beweglich i.t, der in der in F i g. 1 und 2 gezeigten
Stellung aus einer Kaffeepulverabgabevorrichtung 32 ι ο beschickt werden kann.
Der zweite Zylinder 30 wird von einem Arm 33 getragen, der um einen ortsfesten Zapfen 34 schwenkbar
und an seinem anderen Ende mittels eines Zapfens 35 mit der Kolbenstange 36 einer an sich bekannten is
hydraulischen Steuervorrichtung 37 gelenkig verbunden ist, die ihrerseits um einen ortsfesten Zapfen 38
schwenkbar ist
Ein Teil 39 des Zylindermantels des zweiten Zylinders 30 ist mittels eines Scharniers 40 mit dem übrigen
Zylindermantel gelenkig verbunden und kann entgegen der Wirkung einer Feder 41 nach außen geöffnet
werden.
Wie aus F i g. 2 ersichtlich, weist die Wand 29 einen Durchbruch für den zweiten Kolben 21 auf, dessen
Kolbenstange 20 in Fig.2 im Schnitt sichtbar ist In gleicher Weise ist auch die Wand 28 ausgebildet
Unter Bezugnahme auf die nachfolpp"Hör· '"'wusen
Darstellungen der Maschine in versci..v.aenen Betriebsstellungen, wird nun kurz die Wirkungsweise der
Maschine erläutert Die in den F i g. 1 und 2 dargestellte Stellung ist die erste eines vollständigen Arbeitskreislaufes,
der sich jeweils in gleicher Weise wiederholt
In dieser Stellung liegen die Kolben 6 und 21 einander gegenüber und bilden den Brühraum, in welchem das
Kaffeepulver 23 enthalten ist Diese Stellung der Kolben 6,21 wird durch in den Zylinder 16 durch die Leitung 18
eingeleitetes Druckwasser aufrechterhalten. In dieser Stellung kann der Kaffeeaufguß erzeugt werden, indem
Warmwassti durch den Kanal 10 eingeleitet wird. Der Kaffeeaufguß wird durch den Kanal 11 abgeführt Der
zweite Zylinder 30 befindet sich in einer derartigen Lage, daß in ihn eine Kaffeepulverdosis aus der
Abgabevorrichtung 32 eingeführt werden kann.
Nach beendeter Zubereitung des Kaffeeaufgusses wird der Druckmittelzufluß zur Lei.ung 18 unterbrochen
und diese Leitung 18 wird in an sich bekannter Weise mit einem Ablaß in Verbindung gesetzt. Unter
der Wirkung der Feder 19 bewegen sich die Kolben 17 und 21 nach oben (Fig. 1). Gleichzeitig wird in den
Zylinder 9 durch die Leitung 14 Druckmittel eingeführt, so daß dit Kolben 8 und 6 nach oben verschoben
werden. Der Kaffeesud wird somit aus dem ersten Zylinder 1 ausgestoßen. Bekanntlich besitzt dieser Sud
nach dem Aufbrühvorgang die Neigung, einen mehr oder weniger kompakten Kuchen zu bilden, der an den
Filtern 24 und 25 eine gewisse Haftneigung besitzt Es ist daher möglich, daß der Kuchen beim Austritt aus dem
Zylinder 1 an einem der beiden Filter 24,25 haftet bzw. teilweise an einem und teilweise am anderen Filter
haftet. Es ist wichtig darauf hinzuweisen, daß am Ende der Aufwärtsverschißbung der Kolben 6 und 21 ihre
Stirnflächen mit den Wänden 28 bzw. 29 ausgerichtet sind. Wenn nun die Hydraulische Steuervorrichtung 37
unter Druck gesetzt wird, um die Verschwenkung des Armes 33 um den Zapfen 34 hervorzurufen, dann wird
der zweite Zylinder 30 ebenfalls mit verschwenkt Bei dieser Verschwenkung muß sich in der dargestellten
Ausführung auch die Steuervorrichtung 37 um den Anltnkzapfen 38 verschwenken. Die Fig.3 und 4
zeigen die Kolben 6 und 21 in ihren ganz angehobenen Stellungen, während denen der zweite Zylinder 30
zusammen mit der in ihm enthaltenen abgemessenen Kaffeepulvermenge zwischen diese beiden Kolben 6,21
verschwenkt wird. Bei dieser Verschwenkung streift der zweite Zylinder 30 gegen die Filter 24 und 25, wobei die
etwa an ihnen haftengebliebenen Sudreste abgestrichen werden. In F i g. 3 ist der häufigere Fall angenommen,
daß de,- Kaffeesudkuchen 23 am Filter 25 haften biieb. Es ist klar ersichtlich, wie dieser Kuchen durch die
Bewegung des zweiten Zylinders 30 abgestreift wird
Sobald der zweite Zylinder 30 achsgleich zum ersten Zylinder 1 liegt wird die Druckmittelzufuhr zur Leitung
14 unterbrochen und dieselbe wird in bekannter Weise mit einem Ablaß in Verbindung gesetzt so daß der
Kolben 6 unter der Wirkung der Feder 13 nach unten verschoben wird. Es wird hingegen Druckmittel der
Leitung 18 zugeführt, so daß der Kr":en 17 zusammen mit dem Kolben 21 nach unten verschoben wird, bis er
an dem Anschlag 43 zum Anliegen kommt Der Kolben 21 dringt in den zweiten Zylinder 30 ein und drückt die
sich in ihm befindliche Kaffeepulvermenge in den ersten Zylinder l, wobei das Kaffeepulver gegen den Kolben 6
verdichtet wird und die Teile die in den F i g. 5 und 6 dargestellte Lage einnehmen.
Es kann an dieser Stelle bemerkt werden, daß die Feder 13 oder derg. zur Rückführung des Kolbens 6
dann als überflüssig angesehen werden kann, wenn vorgesehen ist daß der Kolben 6 zusammen mit der
zwischen ihm und dem Kolben 21 liegenden frischen Kaffeepulvermenge vom Kolben 21 nach unten
verschoben wird.
Fallweise kann es vorteilhaft und wünschenswert sein, daß die Abmessungen des Brühraumes zwischen den
Kolben 6 und 21 in Abhängigkeit von der Menge des eingebrachten Kaffeepulvers veränderlich sind. Auf
diese Weise kann eine zu starke bzw. zu schwache Verdichtung des Kaffeepulvers vermieden werden, die
jedenfalls die Güte des Kaffeeaufgusses herabsetzen und Schwierigkeiten hinsichtlich der Abfuhr des
Kaffeesuds mit sich bringen würden. Ein Brühraum mit veränderlichen Abmessungen ist sowohl zur /Anpassung
an das unterschiedliche Volumen, welches Mengen gleichen Gewichts je nach der Kaffeeart bzw. der
Feinheit des Pulvers haben können, als auch zur Anpassung an die Volumenveränderungen zweckmäßig,
die das Kaffeepulver während des Brühvorganges erleidet. Wenn das Kaffeepulver benetzt wird, dann
neigt es nämlich mm Aufquellen, um anschließend während des Durchströmens des Wassers durch die
Masse wieder an Volumen einzubüßen.
Ein Brühraum mit veränderlichem Volumen kann in der in Fig.9 dargestellten Weise verwirk'kht weiden.
Zwischen der Druckmittelzu bzw. Ablaßleitung 51 und der Anschlußleitung 14 des Zylinders 9 liegt ein
Rückschlagventil, das aus einer Kugel 44 besteht, die in einem Hohlraum f 0 eines Zylinderkörpers 45 beweglich
ist der seinerseits mit seitlichem Spiel entgegen der Wirkung einer Feder 46 im am Zylinder 9 angeschraubten
Ventilkörper 47 beweglich ist. Da', zufließende Druckmittel gelangt in die Leitung 14, nachdem es den
Hohlraum 50 des Zylinderkörpers 45 und geeignete Kanäle 52 desselben, welch? den Hohlraum 50 mit der
Leitung 14 in Verbindung setzen, durchquert hat, wie immer auch die Lage der Kugel 44 im Hohlraum 50 ist.
Der Druckmittelausfluß aus der Leitung 14 wird
hingegen durch die Kugel 44 unterbunden, die sich in der in F i g. 9 gezeigten Lage anordnet. Bei einem gewissen
Druckwert wird jedoch der Zylinderkörper 45 entgegen
der Wirkung der Feder 46 nach unten verschoben, so daß das Druckmittel zwischen dem Zylinderkörper 45
und dem Ventilkörper 47 ausfließen kann. Durch geeignete Eichung der Feder 46 kann der Druckwert
verändert werden, bei welchem der Ausfluß des Druckmittels stattfinden kann. Wenn die Kolben 6 und 8
durch den Kolben 21 mit dem dazwischenliegenden Kaffeepulver verschoben werden, dann wird das
Kaffeepulver auf einen Druckwert verdichtet, der im wesentlichen demjenigen für den Austritt des Druckmittels
aus dem Zylinder 9 entspricht. Die Anschlagschulter 42 im Zylinder 1 für den Kolben 6 wird dann so tief
angeordnet, daß durch sie der Kolben nur in Aiitnahmpfällpn hpi nirht rponlärer Kaffeenulverbe-
Zusätzlich bzw. anstelle der Mittel, welche den Ablaßdruck im Zylinder 9 aufrechterhalten, kann eine
Feder 48 vorgesehen sein. Diese Feder 48 liegt in einer Ausnehmung 49 am Boden des Zylinders 9 und gegen sie
kommt der Kolben 8 zur Anlage, wenn der Kolben 6 im Zylinder 1 gesenkt wird, um den Brühraum zu bilden.
Jede Volumensveränderung, auch eine Verkleinerung des Volumens des Kaffeepulvers, wird auf diese Weise
elastisch kompensiert, so daß der Druck auf das Kaffeepulver während der Gesamtzeit des Brühvorganges
im wesentlichen gleichbleibt.
Die auf diese Weise abgeänderte Maschine ist geeignet, größere oder kleinere Kaffeepulvermengen
zur Erzeugung von mehr oder weniger konzentrierten Aufgüssen zu verwenden.
Ein Brühraum mit elastisch veränderlichem Volumen könnte auch erhalten werden, wenn kein Anschlag 43
für den Kolben 17 vorgesehen wird, so daß der Kolben 21 bei Veränderung des Kaffeepulvervolumens während
des Brühvorganges frei beweglich ist. In diesem Fall muß natürlich der Speisedruck des Zylinders 16 in
der gleichen Größenordnung (jedoch nicht übermäßig groß;, wie der des Druckes sein, mil weichem das
Kaffeepulver verdichtet werden soll. Dies kann jedoch eine unregelmäßige Bewegung der Kolben 17 und 21
hervorrufen, wenn dieselben bei ihrer Verschiebung aus irgendeinem Grunde einem anomalen Widerstand
begegnen sollten.
Befindet sich die Maschine in der in den F i g. 5 und 6 gezeigten Stellung, dann kann der Brühvorgang
begonnen werden, wobei gleichzeitig der zweite Zylinder 30 in die in F ι g. 1 gezeigte Beschickungsstellung
zurückgeführt werden kann. Durch entsprechende Beaufschlagung der Steuervorrichtung 37 wird dabei
der zweite Zylinder 30 um den Zapfen 34 verschwenkt. Dabei stößt das sektorförmige, bewegliche Teil 39 des
Zylindermantels des zweiten Zylinders 30 gegen die Kolbenstange 20 und wird dadurch verschwenkt so daß
der Durchtritt der Kolbenstange 20 gestattet wird, wie dies in den Fig.7 und 8 dargestellt ist Nach
Oberwindung der Kolbenstange 20 wird das Teil 39 durch die Wirkung der Feder 41 wieder in seine
geschlossene Lage zurückgeführt und die gesamte Vorrichtung kehrt in die in den F i g. 1 und 2 gezeigte
Lage zurück.
Die durch diese Röckführmögiichkeit des zweiten
Zylinders 30 erzielten Vorteile können wie folgt zusammengefaßt werden. Dank des Vorhandenseins des
beweglichen Teils 39 braucht man mit der Rückführung des zweiten Zylinders 30 nicht warten, bis der zweite
Kolben 21 zurückgeführt wurde, wodurch eine unzweckmäßige Totzeit gespart wird. Würde ferner der
zweite Zylinder 30 erst dann zurückgeführt werden, wenn der Kolben 21 in seine obere Lage zurückgekehrt
ist, dann würde in dem zweiten Zylinder 30 der am Filter 24 haften gebliebene Kaffeesudrest des vorhergehenden
Brühvorgangs zurückbleiben, wodurch der Geschmack des nachfolgend zubereiteten Aufgusses eine
Veränderung erfahren würde und im Fall von größeren Mengen an Sudresten eine unregelmäßige Beschickung
des zweiten Zylinders 30 sowie eine unregelmäßige Verdichtung des Kaffeepulvers zwischen den Kolben 6
und 21 stattfinden würde.
Die Aufeinanderfolge der zyklisch durchgeführten Arbeitsgänge der Maschine wurde zum Zwecke des
leichteren Verständnisses der Funktion der verschiedenen Bestandteile der Maschine aussehend von der in
Fig. 1 gezeigten Lage erläutert. Die Ruhestellung der
Maschine kann jedoch eine beliebige andere zweckmäßige Stellung sein. Bspw. kann die Ruhestellung
diejenige sein, die unmittelbar der in den F i g. 3 und 4 dargestellten Lage folgt, in welcher die Kolben 6 und 21
voneinander entfernt sind und der zweite Zylinder 30 mit einer in ihm enthaltenen Kaffeepulvermenge
bezüglich der Kolben 6,21 axial angeordnet ist.
Es sei ferner darauf hingewiesen, daß es die Bewegung des zweiten Zylinders 30 gestattet, die
Kaffeepulverabgabevorrichtung 32 von dem durch den Zylinder 1 gebildeten Brühraum entfernt anzuordnen, so
daß sie seitens des Dampfes nich· beaufschlagt werden kann, der beim öffnen des Brühraumes nach dem
Brühvorgang entwickelt wird. Zur größeren Sicherheit ist der Beschickungstrichter der Kaffeepulverabgabevorrichtung
32 im Augenblick des öffnens des Brühraumes durch den zweiten Zylinder 30 abgedeckt.
Auf diese Weise wird eine Befeuchtung dieses Beschickungstrichters vermieden, welche eine Verstopfung
zufolge des Zusammenballens des Kaffeepulvers zur Folge haben könnte.
oäiCVc
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zur Zufuhr des Brühwassers sowie des Druckwassers für die hydraulische Steuerung der beweglichen Teile
eingegangen wurde, da diese Systeme an sich bekannt
Ji sind und bei herkömmlichen Maschinen dieser Art
verwendet werden.
Insbesondere ist es möglich, zwei Vorrichtungen, die
gleichzeitig funktionieren müssen, gemeinsam an eine einzige Speisequelle anzuschließen. Es kann aber "ich
ν ein bewegliches Element vorgesehen sein, welches am
Ende seines Verschiebeweges über an sich bekannte Mittel ein Steuersignal zur Inbetriebsetzung des
beweglichen Elementes abgibt, welches in der oben beschriebenen Reihenfolge von Funktionen die nachfolgendende
Funktion ausübt. Auf diese Weise kann anschließend an eine anfängliche Handsteuerung die
vollständige Aufeinanderfolge von Wirkungen folgen, welche die Zubereitung des Getränkes hervorrufen,
wodurch ein selbsttätiger Arbeitsablauf verwirklicht
μ wird, der die Maschine besonders dafür geeignet macht,
in Münzautomaten zur Getränkezubereitung oder aber in selbsttätig arbeitenden Barmaschinen Verwendung
zu finden.
f>5 des Brühwassers gleichzeitig mit der Steuervorrichtung
37 des zweiten Zylinders 30 gespeist werden, so daß sich der zweite Zylinder während der Zubereitung des
Aufgusses in der Beschickungslage anordnet, wie dies
zweiten Zylinders 30 entsprechend anders geformt sein. Dieser Trichter 31 könnte auch unmittelbar an der
Wand 29 angebracht sein, und zwar in einer Lage, die mit der des zweiten Zylinders, in den F i g. I und 2,
korrespondiert.
oben beschrieben wurde.
Es ist ferner darauf hinzuweisen, daß die in waagerechter Anordnung erläuterte Maschine ohne
weiteres auch lotrecht angeordnet sein könnte. In diesem Fall muß natürlich der Einfülltrichter 31 des
Claims (1)
- Patentanspruch:Maschine zur Zubereitung von Aufgüssen, insbesondere von Expreßkaffee, mit zwei Zylindern gleichen Durchmessers, wobei in dem ersten Zylinder ein Brühraum zwischen einem im Zylinder verschiebbaren ersten Kolben und einem in den Zylinder eindringenden zweiten Kolben gebildet wird und wobei der an beiden Enden offene, der Beschickung des Brühraumes mit Kaffeepulver dienende, zweite Zylinder zwischen zwei Abdichtungswänden von einer zum ersten Zylinder achsgleichen Stellung, in der das Kaffeepulver vom in den ersten Zylinder eindringenden zweiten Kolben in den Brühraum gedrückt wird, in eine zweite vom ersten Zylinder entfernte Stellung, in welcher Kaffeepulver aus einer Vorrichtung in den zweiten Zylinder dosiert wird, bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil (39) des Zylindermantels des zweiten Zylinders (30) um eine zur Achse des Zylinders parallele Achse (4ö) schwenkbar ist und mit einer Feder (41) in geschlossener Stellung gehalten wird, so daß der zweite Zylinder (30) unter Überwindung der Kolbenstange (20) des zweiten Kolbens (21) vom ersten Zylinder (1) entfernbc-r ist, wenn sich der zweite Kolben (21) im ersten Zylinder (1) zur Bildung des Brühraums befindet.
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