DE3010624C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine automatische Kaffeemaschine mit einem ortsfesten Zylinder zur Herstellung eines Kaffeeaufgusses, mit einem unteren Kolben, der im Zylinder zwischen einer unteren Kaffeeherstellposition und einer oberen, mit dem obern Zylinder­ rand ausgerichteten, dem Auswerfen eines verbrauchten Kaffee­ rückstandes dienenden Position vertikal hin- und herbewegbar ist, mit einem oberen Kolben, der zwischen einer unteren, innerhalb des Zylinders gelegenen Kaffeeherstellposition und einer oberen, außerhalb des Zylinders gelegenen Position vertikal hin- und her­ bewegbar und weiterhin in seiner oberen Position aus seiner Aus­ fluchtung mit dem Zylinder heraus derart verschiebbar ist, daß sich ein Fülltrichter zum Einführen einer dosierten Menge an Kaf­ feepulver mit dem Zylinder ausrichten kann, mit Mitteln zum Ein­ leiten von heißem Wasser in den Zylinder zwischen die in der Kaf­ feeherstellposition befindlichen Kolben, mit Mitteln zum Auffan­ gen des Kaffeeaufgusses, welcher nach Durchtritt des heißen Was­ sers durch das Kaffeepulver entsteht, und mit Mitteln zur mecha­ nischen Folgesteuerung der Kolbenbewegungen und der Mittel zum Einleiten des heißen Wassers.

Eine Kaffeemaschine dieser Art ist in der deutschen Patentan­ meldung P 29 12 841.4, angemeldet am 30. März 1979, beschrieben.

Diese Maschine umfaßt ein Gestell bildende Seitenwände, an denen alle Betriebsteile befestigt oder aufgehängt sind. Insbesondere werden dort die Bewegungen des oberen und unteren Kolbens mecha­ nisch durch einen einzigen Motor gesteuert, welcher Hebel- und Nockensysteme betätigt. Der untere Kolben wird durch ein aus zwei Hebeln bestehendes System hin- und herbewegt, wobei auf dieses System zwei Nocken einwirken, die direkt oder indirekt vom Motor gesteuert sind. Der obere Kolben ist gleitbar auf einer Vertikalführung gelagert, die ihrerseits auf einem horizontal gleitverschieblichen Block befestigt ist. Dieser Block trägt außerdem den Fülltrichter. Eine L-förmige Nut in den Seitenwänden weist einen horizontal verlaufenden Abschnitt auf, welcher den oberen Kolben bzw. den Fülltrichter in Ausrichtung mit dem Zy­ linder führt. Ein vertikaler Abschnitt dieser Nut führt den obe­ ren Kolben bei dessen vertikaler Hin- und Herbewegung, bei wel­ cher er mit dem Zylinder ausgefluchtet ist.

Ein aus drei Hebeln bestehendes System dient der Steuerung der Bewegungen des oberen Kolbens. Die mechanische Steuerung der Be­ triebskomponenten bei der vorerwähnten Kaffeemaschine gestattet es, diejenigen Kosten zu vermeiden, die durch die Bereitstellung zahlreicher Mikroschalter, Relais und Zubehörteile entstehen wür­ den und die Zuverlässigkeit der Maschine ungünstig beeinflussen könnten. Jedoch bietet diese mechanische Steuerung gewisse Schwierigkeiten bei der exakten Phasensteuerung der Bewegungen der beiden Kolben und des Fülltrichters, insbesondere bei der genauen Führung des oberen Kolbens im Verlauf von dessen Verti­ kalbewegung derart, daß er ständig seine axiale Ausfluchtung mit dem Zylinder beibehält, um so seine vollständige Abdichtung auch nach zahlreichen Betriebszyklen zu gewährleisten.

In der BE-PS 8 71 565 ist eine automatische Kaffeemaschine mit einem oberen und einem unteren Kolben beschrieben, die beide in eine Kaffeeherstellposition und in eine Ruhestellung bewegbar sind. Dabei ist ebenfalls ein oberer Kolben und ein Trichter ver­ schwenkbar ausgebildet.

Es ist Aufgabe der Erfindung, die vorerwähnte Kaffeemaschine der­ art zu verbessern, daß sie zuverlässiger ist und die mechanische Steuerung der Kolbenbewegungen einfacher wird, insbesondere die Bewegung des oberen Kolbens und des Fülltrichters.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der obere Kolben durch ein Hebelsystem entlang einer Bahn geführt ist, die einen ersten, vertikal gerichteten und axial mit dem Zylinder ausgefluchteten sowie einen zweiten, bogenförmigen Abschnitt um­ faßt, wobei der zweite Abschnitt um eine ortsfeste, horizontale Achse herum durchlaufen wird bei gleichzeitiger gesteuerter Verschwen­ kung des Fülltrichters zwischen einer mit dem Zylinder aus­ gerichteten Betriebsstellung und einer gegenüber dem Zylinder verschobenen Ruhestellung.

Die nachstehende Beschreibung eines Ausführungsbeispiels dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der weiteren Erläute­ rung. Es zeigt

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Vorderansicht einer auto­ matischen Kaffeemaschine;

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht eines Hebelsystems zur Steuerung der Bewegungen eines oberen Kolbens und eines Fülltrichters bei der Maschine gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine schematische Seitenansicht eines Hebel-Nocken- Systems zur Steuerung der Bewegungen eines unteren Kolbens und der oszillierenden Bewegungen des oberen Kolbens und des Fülltrichters und

Fig. 4 eine Draufsicht der Maschine.

Die auf der Zeichnung dargestellte, automatische Kaffeemaschine umfaßt in an sich bekannter Weise zwei ein Maschinengestell bil­ dende Seitenwände 10, 10′, zwischen denen ein Zylinder 12 orts­ fest gehalten ist. Im Zylinder 12 ist ein erster, unterer Kolben 14 hin- und herbeweglich, und zwar zwischen einer ersten, unten gelegenen Kaffeeherstellposition, die in Fig. 1 dargestellt ist, und einer zweiten, oberen Position, in welcher die Oberseite 16 des Kolbens 14 mit der oberen Kante 18 des Zylinders 12 ausge­ fluchtet ist, um einen verbrauchten Kaffeerückstand auswerfen zu können. Ferner ist ein zweiter, oberer Kolben 20 axial im Zylin­ der 12 beweglich, und zwar zwischen einer ersten, unten gelege­ nen Kaffeeherstellposition, die in Fig. 1 dargestellt ist, und einer zweiten, außerhalb des Zylinders 12 gelegenen Position, die schematisch in Fig. 3 dargestellt ist. Ausgehend von dieser zwei­ ten Position muß der obere Kolben in eine dritte Position ver­ schoben werden, in welcher er mit dem Zylinder nicht mehr axial ausgerichtet ist. In dieser Stellung des oberen Kolbens kann ein Fülltrichter 22 derart positioniert werden, daß sich sein offenes Auslaßende oberhalb des Zylinders befindet, so daß eine vorher eingebrachte, dosierte Menge an Kaffeepulver in den Zylinder ein­ gegeben werden kann.

Wie in der eingangs erwähnten, älteren Patentanmeldung erläutert, wird diese Dosis an Pulverkaffee dann in den Zylinder 12 einge­ füllt, wenn der untere Kolben 14 in seine untere Position oder in deren Nähe gelangt ist. Anschließend wird der obere Kolben 20 in seine erste, untere Position verschoben, um das Kaffeepulver zusammenzupressen. Hierauf wird eine vorher eingestellte Menge an heißem Wasser aus einem Boiler 24 durch eine Leitung 26 in eine Kammer 28 eingebracht, die im oberen Kolben 20 vorgesehen ist. Von dieser Kammer aus gelangt das heiße Wasser durch den gepulverten Kaffee, der sich zwischen den Kolben 14 und 20 befin­ det, hindurch, wodurch sich der gewünschte Kaffeeaufguß ergibt. Dieser Aufguß passiert den unteren Kolben 14, wird in einer Kam­ mer 30 aufgefangen und anschließend durch eine Leitung 32 hindurch ausgegeben. Bei Beendigung dieser Vorgänge werden beide Kolben 14 und 20 angehoben, so daß der verbrauchte Kaffeerückstand außer­ halb des Zylinders verbracht und der obere Kolben 20 in seine dritte Position verschoben werden kann, wobei gleichzeitig die Bewegung des Fülltrichters 22 stattfindet, der seinerseits einen Schaber 33 zum Auswerfen des Kaffeerückstandes trägt. Schließlich erreicht der untere Kolben 14 seine unten gelegene Position, und die Maschine ist für einen weiteren Betriebszyklus bereit.

Wie in der Zeichnung dargestellt, ist der obere Kolben 20 an einem Trägerblock 34 befestigt, welcher seinerseits einen Achs­ stummel oder Führungszapfen 36 trägt. Die freien Enden des Führungszapfens 36 dringen in äußere Führungsnuten 38, 38′ ein, die in den Seiten­ wänden 10, 10′ vorgesehen sind. Die Gestalt der Führungsnuten 38, 38′ entspricht dem Laufweg oder der Bahn des oberen Kolbens, ausgehend von dessen erster in die dritte Position. Die Führungsnuten 38, 38′ umfassen einen ersten Längenabschnitt, der parallel zur Zylinderachse ver­ läuft. Ein zweiter Abschnitt hat die Form eines Kreisbogens, des­ sen Mittelpunkt auf einer an einer oberen Stelle horizontal ver­ laufenden Achse 40 liegt. Diese Achse verläuft in derselben Ver­ tikalebene, die auch die Achse des Zylinders 12 enthält. Der Träger­ block 34 trägt eine Büchse 42, die parallel zur Achse des Kolbens 20 ausgerichtet ist und in welcher eine Stange 44 frei gleitver­ schiebbar ist. Die Stange 44 ist ihrerseits an einer Welle 46 befestigt, die drehbar in den Seitenwänden 10, 10′ gelagert ist. Die Welle 46 ist um die Achse 40 frei drehbar, d. h. diese Achse bildet die Drehachse der Welle 46. Die Stange 44 ist mit Hilfe einer Platte 48 fest mit dem Fülltrichter 22 derart verbunden, daß letzterer gemeinsam mit dem oberen Kolben 20 verschwenkt wer­ den kann, ohne jedoch dessen Vertikalbewegungen zu folgen.

Die Bewegungen des Trägerblocks 34 und dementsprechend des Kolbens 20 und des Fülltrichters 22 werden durch ein Doppelhebelsystem gesteuert, welches seitwärts von jeder Wand 10, 10′ angeordnet ist. Dieses System umfaßt einen ersten Hebel 50, 50′, der um eine Achse 52 drehbar ist. Die Achse 52 ist ihrerseits in den Seiten­ wänden 10, 10′ gelagert. Die Bewegung des Hebels 50 erfolgt un­ ter der Steuerung eines Motors 54. Ferner ist ein zweiter Hebel 56, 56′ vorgesehen, der bei 58, 58′ mit dem ersten Hebel 50, 50′ und bei 60, 60′ mit dem Führungszapfen 36 gelenkig verbunden ist. Wenn dementsprechend der Motor umläuft, steuert dieses Hebelsystem die Bewegungen des Trägerblocks 34 entlang einer Bahn, welche durch die Führungsnuten 38, 38′ bestimmt ist.

Die Bewegungen des unteren Kolbens 14 werden in Phase mit den­ jenigen des oberen Kolbens 20 ausgeführt, und zwar unter der Steuerung des gleichen Motors 54. Wie insbesondere in Fig. 3 dar­ gestellt, verdreht die Welle oder Achse 52 eine erste Nocke 62 in Richtung des Pfeiles X. Hierdurch wird ein Nockenprofil 64 eines zweiarmigen Hebels 66 betätigt, der bei 68 an wenigstens einer der Seitenwände 10, 10′ gelagert ist. An der dem Nockenprofil 64 gegenüberliegenden Seite weist der Hebel 66 ein Langloch 70 auf, in das ein Zapfen 72 eingreift. Der Zapfen 72 ist seinerseits am unteren Ende einer Kolbenstange 74 des Kolbens 14 befestigt. Die Kolbenstange ist abgedichtet durch den Boden des Zylinders 12 hindurch hin- und herverschiebbar. Wenn die Nocke 62 auf das Nockenprofil 64 drückt, bewegt sich der Hebel 66 im Uhrzeiger­ sinn und hebt über die Kolbenstange 74 den Kolben 14 an. Nach einer weiteren, vorgegebenen Verdrehung der Nocke 62 wirkt sie auf ein Nockenprofil 76 einer Nocke 78 ein, welche ihrerseits bei 80 drehbar an einer der Seitenwände 10, 10′ gelagert ist. Ein weiteres Nockenprofil 82 der Nocke 78 betätigt den Hebel 66 derart, daß der Kolben 14 mit seiner Kolbenstange 74 nach unten läuft. Das dargestellte Nocken-Hebel-System betätigt den unteren Kolben 14 synchron mit dem Doppelhebelsystem 50, 50′, 56, 56′, welches auf den oberen Kolben einwirkt, so daß ausgehend von einer Ruhestel­ lung, in welcher der Fülltrichter 22 mit dem Zylinder 12 ausge­ richtet und der untere Kolben 14 in seiner am weitesten unten ge­ legenen Stellung ist, der Motor 54 zunächst den Trägerblock 34 be­ tätigt, um den Fülltrichter 22 sowie den oberen Kolben 20 zu verschwenken und diesen Kolben 20 im Zylinder abzusenken. Nach einem zeitlich abgestimmten Stillstand des Motors, im Verlauf dessen der Kaffeeaufguß hergestellt wird, betätigt der Motor 54 gleichzeitig die Hebel 50, 50′, 56, 56′ und das Nockenprofil 64, so daß sowohl der obere Kolben 20 als auch der untere Kolben 14 angehoben werden. Am oberen Ende des Kolbenhubweges werden der obere Kolben und der Fülltrichter verschwenkt, während die Nocke 62 einen Bogen beschreibt, auf dem sie keine Funktion erfüllt. Dies dient dazu, den unteren Kolben in seiner oberen Position zu halten, so daß der Schaber 33 den verbrauchten Kaffeerückstand entfernen kann. Schließlich betätigt die Nocke 62 die Nocke 78 und den Hebel 66, um den unteren Kolben 14 abzusenken, bevor die Maschine abstoppt und für einen neuen Betriebszyklus bereit ist.

Claims (5)

1. Automatische Kaffeemaschine mit einem ortsfesten Zylinder zur Herstellung eines Kaffeeaufgusses, mit einem unteren Kolben, der im Zylinder zwischen einer unteren Kaffeeherstellposi­ tion und einer oberen, mit dem oberen Zylinderrand ausgerich­ teten, dem Auswerfen eines verbrauchten Kaffeerückstandes dienenden Position vertikal hin- und herbewegbar ist, mit einem oberen Kolben, der zwischen einer unteren, innerhalb des Zylinders gelegenen Kaffeeherstellposition und einer obe­ ren, außerhalb des Zylinders gelegenen Position vertikal hin- und herbewegbar und weiterhin in seiner oberen Position aus seiner Ausfluchtung mit dem Zylinder heraus derart verschieb­ bar ist, daß sich ein Fülltrichter zum Einführen einer dosier­ ten Menge an Kaffeepulver mit dem Zylinder ausrichtet, mit Mitteln zum Einleiten von heißem Wasser in den Zylinder zwischen die in der Kaffeeherstellposition befindlichen Kol­ ben, mit Mitteln zum Auffangen des Kaffeeaufgusses, welcher nach Durchtritt des heißen Wassers durch das Kaffeepulver ent­ steht, und mit Mitteln zur mechanischen Folgesteuerung der Kolbenbewegungen und der Mittel zum Einleiten des heißen Was­ sers, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Kolben (20) durch ein Hebelsystem (50, 50′, 56, 56′) entlang einer Bahn (38, 38′) geführt ist, die einen ersten, vertikal gerichteten und axial mit dem Zylinder (12) ausge­ fluchteten sowie einen zweiten, bogenförmigen Abschnitt um­ faßt, wobei der zweite Abschnitt um eine ortsfeste, horizon­ tale Achse (40) herum durchlaufen wird bei gleichzeitiger ge­ steuerter Verschwenkung des Fülltrichters (22) zwischen einer mit dem Zylinder ausgerichteten Betriebsstellung und einer gegen­ über dem Zylinder verschobenen Ruhestellung.

2. Kaffeemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Kolben (20) mit einer um die Achse (40) drehbaren Welle (46) verbunden ist, die sich dreht, wenn der Kolben (20) dem bogenförmigen Abschnitt der Bahn (38, 38′) folgt, und daß der Fülltrichter (22) in der Nähe seines einen Endes starr an der Welle (46) derart befestigt ist, daß sein anderes Ende zwischen der Betriebs- und Ruhestellung verschwenkbar ist.

3. Kaffeemaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Kolben (20) an einem Trägerblock (34) befestigt ist, der seinerseits auf einer von der Welle (46) herabhängen­ den, zur Achse des oberen Kolbens (20) parallel verlaufenden Stange (44) gleitverschiebbar angeordnet ist.

4. Kaffeemaschine nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sämtliche Hauptteile und Steuermittel der Ma­ schine von zwei Seitenwänden eines Maschinengestells (10, 10′) abgestützt sind, daß wenigstens eine dieser Wände eine Führungsnut aufweist, die entsprechend der Bahn (38, 38′) des oberen Kolbens (20) gestaltet ist, daß der Trägerblock (34) in diese Füh­ rungsnuten hineinragende Führungszapfen (36) aufweist, und daß wenigstens einer dieser Zapfen mit dem von einem Motor (54) angetriebenen Hebelsystem (50, 56) verbunden ist.

5. Kaffeemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der untere Kolben (14) durch wenigstens einen zweiarmigen, an einer Seitenwand (10, 10′) angelenkten Hebel (66) gesteuert ist, dessen einer Arm an seinem Ende ein Langloch (70) zur Steuerung der vertikalen Bewegung eines Zap­ fens (72) aufweist, welcher seinerseits an einer Kolbenstange (74) des unteren Kolbens (14) befestigt ist, und daß der ande­ re Hebelarm durch ein Doppelnockensystem (62, 78) in eine schwingende Bewegung verstellbar ist.