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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf automatische Vorrichtungen
zum Herstellen von Aufgüssen – insbesondere
zur Zubereitung von Espresso – und
befasst sich im Einzelnen mit einem Kolben für die Aufgusseinheit in einem
derartigen Gerät.
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Bekanntlich
werden zur Herstellung von Espresso und anderen Getränken automatische
Maschinen benutzt, die im Innern einen Bauelementesatz enthalten,
der den Bediener in die Lage versetzt, durch einfaches Betätigen eines
Druckknopfes mit der Maschine in festgelegter Abfolge eine Reihe
von Operationen durchzuführen,
bis der Espressoaufguss direkt in eine Tasse ausgegeben wird. Diese Operationen
sind im Wesentlichen: Mahlen der exakten Menge von Kaffeebohnen,
Aufhäufen
des Kaffeepulvers in einer geeigneten Kammer, Verdichten und Pressen
des Kaffeepulvers, bis eine „Tablette" mit bestimmter Dichte
und Größe geformt
ist, Durchströmen
der Tablette mit einer dosierten Wassermenge bei vorgegebener Temperatur,
Auffangen des Kaffeeaufgusses hinter der Pulvertablette und Durchleiten durch
ein Leitungssystem und aus den Leitungen in Richtung der Tasse,
sowie Auswerfen der erschöpften
Pulvertablette in einen geeigneten Behälter.
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Der
mechanische und thermische Verschleiß, dem die Bauteile einer solchen
Maschine während
des Arbeitszyklus unterworfen sind, wird verschärft durch die extreme Aggressivität des durch Mahlen
hergestellten Kaffeepulvers, sowohl vom chemischen als auch vom
mechanischen Gesichtspunkt her.
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Vom
chemischen Gesichtspunkt aus ist es in der Tat bekannt, dass während des
Arbeitszyklus die im gerösteten
Kaffee enthaltenen Ölbestandteile spontan
freigesetzt werden, im Wesentlichen wegen der hohen Temperaturen,
die benötigt
werden, um das zur Ausgabe benötigte
Wasser auf etwa 90°C
zu bringen und zu halten. Von der mechanischen Seite ist die Ver schleißwirkung
des gemahlenen Kaffees bekanntlich hoch als eine Folge der Härte der
gerösteten
Bohnen und der sehr fein gemahlenen Körnung.
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Daher
müssen
automatische Espressokaffeemaschinen regelmäßigen Wartungsarbeiten mit Reparaturen
und Ersatz der verschlissenen Teile unterzogen werden.
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Es
sind in der Branche verschiedene Lösungen angewandt worden, um
der oben erwähnten
Aggressivität
entgegenzuwirken, und zwar durch die Wahl verschleißfesterer
Werkstoffe und/oder verschiedener Oberflächenbehandlungen, die die Fähigkeit
haben, die Oberflächen,
die in Kontakt mit dem Kaffeepulver sind, zu schützen.
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Im
Gegensatz dazu ist man bei der Beschäftigung mit dem Problem der
Verschleißwirkung
des Kaffeepulvers auf größere Schwierigkeiten
gestoßen,
speziell bezüglich
jener Komponenten, die bei den verschiedenen Operationen während des
Aufgusses des Kaffepulvers eine perfekte hydraulische Dichtheit
gewährleisten
müssen
und die daher ihre mechanische Unversehrtheit beibehalten müssen.
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Unter
diesen Bauteilen ist von besonderer Bedeutung die Dichtung der Kolben,
die die Tablette aus gemahlenem Kaffee zu verdichten haben, sie
in die Aufgusskammer drücken,
eine konstante Dichtheit der Kammer aufrechterhalten, während heißes Wasser
unter Druck für
den Aufguss gepumpt wird und letztendlich die aufgebrauchte Tablette
zur Entfernung aus der Ausgusskammer befördern.
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Bezugnehmend
auf 1 ist dort eine Aufgusseinheit einer Kaffeemaschine
nach dem Stand der Technik gezeigt, wie sie zum Beispiel in der EP-A-1260166
offengelegt wird. Diese Aufgussbaugruppe, insgesamt mit der Positionsnummer 71 bezeichnet,
weist eine horizontal bewegliche Kammer 73 auf, die auf
Führungen 75 gleitet
und von einer Gewindespindel 77 angetrieben wird. Die Kammer besitzt
einen inneren Hohlraum 79, der die Dosis von Kaffeepulver
oder einem anderen Pulver aufnehmen soll. Ein erster, ebenfalls
horizontal beweglicher Kolben 81a und ein zweiter, dem
ersten Kolben gegenüberliegender
stationärer
Kolben 81b wirken mit der beweglichen Kammer 73 zusammen.
Die bewegliche Kammer 73 besitzt Kanäle 83 zur Einleitung
von Kaffeepulver oder anderer pulveriger Substanzen in den Hohlraum 79.
Auch der bewegliche Kolben 81a ist auf Führungen
gleitend angeordnet und von einer Spindel 85 angetrieben,
die mit der die Kammer 73 antreibenden Spindel 77 derart
zusammenarbeitet, dass die bewegliche Kammer 73 und der
bewegliche Kolben 81a simultan in entgegengesetzte Richtungen
verschoben werden. Der bewegliche Kolben 81a hat einen
Kopf 87a, der in die Aufgusskammer 73 passt. Die
hydraulische Dichtigkeit zwischen dem Kopf und der Kammer ist durch
den O-Ring 89a garantiert. Der Kopf 87a ist an
seinem freien Ende mit einem scheibenförmigen Filter 91a für den Kaffee ausgestattet
und hat einen axialen Kanal 26 zum Einleiten von heißem Wasser,
das durch nicht dargestellte Rohre geliefert wird. Der stationäre Kolben 81b weist
einen Kopf 87b auf, der mit einem scheibenförmigen Filter 91b für den Kaffee,
sowie einem O-Ring 89b zur hydraulischen Abdichtung gegen
die Aufgusskammer 73 ausgerüstet ist. Der Kolben ist einstückig mit
einem Schaft 93, der einen axialen Kanal besitzt, der dazu
vorgesehen ist, den zubereiteten Aufguss aus der Aufgusseinheit 71 herauszubefördern.
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Während des
Arbeitszyklus der Aufgusseinheit werden Kammer 73 und der
bewegliche Kolben 81a relativ zueinander verschoben, um
vom Vorgang des Einfüllens
des Kaffeepulvers in der Verdichtungs- und Aufgussphase und von
letzterer zum Schritt des Auswurfs des verbrauchten Kaffees fortzuschreiten. In
der Ladephase sind die bewegliche Kammer 73 und der bewegliche
Kolben 81a in einer derartigen Position, dass der Hohlraum 79 eine
Aufgusskammer bildet, die von den Vorderenden 87a, 87b der
Kolben 81a, 81b abgeschlossen wird und die Kaffeepulvermenge
kann durch die Kanäle 83 zugeführt werden. Sobald
die gewünschte
Kaffeemenge eingefüllt
ist, wird die Verdichtungs- und Verpressungsphase durch Betätigung der
Spindeln 77, 85 durchgeführt, so dass jene Kammer 73 und
der bewegliche Kolben 81a in einem Maße verschoben werden, dass
die Köpfe 87a, 87b durch
Kompression des Pulvers zwischen ihnen auf die mögliche Minimaldistanz gebracht
werden. Unter diesen Bedingungen ist die Maschine zum Einleiten
des Aufgusswassers bereit. Heißes
Wasser wird durch das Filter 91a in den Hohlraum 79 eingeleitet
und der Aufguss fließt
dann durch das Filter 91b ab. Am Ende der Filtrierzeit
werden die Spindeln 77, 85 erneut, jedoch in bezüglich der
Kompressionsphase umgekehrter Richtung betätigt, wobei die Kolbenköpfe 87a, 87b auseinanderbewegt werden.
Wenn die Spindeln 77, 85 den Endpunkt der neuerlichen
Verlagerung erreichen, ist die Aufgusseinheit 71 im Zustand
der Kaffeeejektion, in dem der Hohlraum 79 auf der Seite
des beweglichen Kolbens 81a geöffnet ist und der verbrauchte
Kaffee dank des Druckaufbaus des stationären Kolbens 81b infolge der
Rückwärtsbewegung
der beweglichen Kammer 73 in Richtung des stationären Kolbens 81b ausgestoßen wird.
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In
der Vergangenheit wurden verschiedene Lösungen entwickelt, um den Verschleiß des O-Rings
einzuschränken,
insbesondere denjenigen in jenem Kolben, welcher sich bei jedem
Arbeitszyklus in die Aufgusskammer hinein- und heraus bewegt.
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Nach
den Lösungen
gemäß dem Stand
der Technik ist der Kolbenkopf aus zwei Teilen gebildet und der
O-Ring ist zwischen diesen Bauteilen angeordnet, so dass nur im
Falle der Annäherung
der beiden Kolbenteile eine Ausdehnung des O-Rings stattfindet,
womit der O-Ring dichtend an der Aufgusskammerwand anliegt. Beispielhafte
Lösungen
sind in
CH 570 145 ,
EP 0 608 805 und
FR 2 202 668 zu finden.
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Ein
weiteres Beispiel eines zweiteiligen Kolbens nach dem Stand der
Technik ist in 2 mit der Bezugsnummer 51 bezeichnet.
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Bei
dem dargestellten Beispiel hat der Kolben 51 einen in zwei
Teile 53a, 53b aufgeteilten Kopf, der von Halteschrauben 55 zusammengehalten
wird. Eine Feder 57 ist zwischen den beiden Kolbenteilen 53a, 53b angeordnet,
um die beiden Kolbenteile auf Abstand zu halten und eine Annäherung nur
dann zu ermöglichen,
wenn die von dem Kolben auf das Kaffeepulver ausgeübte Druckkraft
den elastischen Widerstand der Feder übersteigt. Zwischen den beiden Kolbenteilen 53a, 53b ist
ein O-Ring 59 in einer Ringnut angeordnet, die durch eine
innere zylindrische Anlagefläche
und zwei gegenüberliegende
konische Anlagen definiert wird. In der Leerlaufstellung des Kolbens
liegt der O-Ring 59 an der zylindrischen Anlage 59 an
und weist einen Außenumfang
von im Wesentlichen demselben Durchmesser wie der Kolben 51 auf.
Wenn die beiden Kolbenteile sich aufeinander zubewegen, bewirken
die beiden konischen Anlagen eine Ausdehnung des O-Rings 59 nach
außen
und pressen ihn gegen die Wandung der Aufgusskammer.
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Auf
einem anderen technischen Gebiet sind aus der US-Patent 3,287,022
Dichtungsmanschetten mit T-förmigem
oder einem annähernd
dreieckigen Querschnitt bekannt.
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Die
bekannten, aus elastischen Werkstoffen hergestellten Dichtmanschetten
werden durch steife Stützelemente
eines Ventilgehäuses
in ihrer Lage gehalten und liegen an der Oberfläche von innerhalb des Gehäuses axial
beweglichen Elementen an.
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Die
nach dem Stand der Technik bekannten Lösungen weisen eine Anzahl von
Nachteilen auf.
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Zunächst führt die
Konstruktion des Kolbenkopfs unter Verwendung einer Vielzahl von
Teleskopelementen zu einer Zunahme der Anzahl der Einzelteile und
erfordert den Einsatz zusätzlicher
Dichtungen, um die hydraulische Dichtheit zwischen diesen Einzelteilen
zu gewährleisten
und um Leckage in den Kolben hinein zu vermeiden.
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Darüber hinaus
verhindern die vorgeschlagenen Anordnungen nicht, dass alle oder
ein Teil der einzelnen Komponenten während der Aufgussphase in Kontakt
mit Wasser geraten und folgerichtig einer ständigen Ablagerung von aus dem
Kaffeepulver gelösten öligen Substanzen
unterliegen. Bei fortgesetztem Betrieb hat die andauernde Anhäufung dieser Substanzen
eine erhöhte
Reibung zwischen den einzelnen Teilen zur Folge, was zur Blockierung
des Systems und nachfolgenden Beschädigungen des O-Rings bis hin
zu komplettem Bruch führen
kann.
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Hauptaufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, die obigen Nachteile durch die
Schaffung eines Kolbens für
eine Getränkeaufgussmaschine
abzustellen, der einfach gebaut und aus einer begrenzten Anzahl
von Komponenten hergestellt ist.
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Ein
anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen Kolben zu
kreieren, bei dem der Verschleiß sowohl
der mechanischen Kolbenteile als auch der ihnen beigefügten Dichtungsmanschetten verringert
wird.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Kolben
für eine
Aufgusseinheit zu konstruieren, bei dem die Einzelteile vor dem Austritt von
Aufgusswasser geschützt
sind, um so die Ansammlung von aus dem Kaffeepulver gelösten öligen Substanzen
zu vermeiden.
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Obige
und andere Aufgaben werden durch einen Kolben für eine Aufgusseinheit einer
Kaffeemaschine erfüllt,
wie sie in den beigefügten
Ansprüchen gefordert
wird.
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Nach
der Erfindung werden die obigen Ziele durch Verwendung einer einzigen
Dichtungsmanschette erreicht, die während der Phasen der Kompression
und des Aufgusses der Kaffeetablette die Dichtigkeit zwischen dem
Kolben und der Innenwandung der Aufgusskammer gewährleistet
und die gleichzeitig der Relativbewegung der beiden Kolbenteile
einen elastischen Widerstand entgegensetzt, der sie auf Abstand
hält, wenn
der Kolben nicht gegen das Kaffeepulver gedrückt wird.
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Damit
wird es möglich,
die Verwendung von Federn zwischen diesen Elementen zu vermeiden und
dabei den Kolbenaufbau einfacher zu gestalten.
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Erfindungsgemäß gewährleistet
vorteilhafterweise jene Dichtung weiterhin die Dichtheit zwischen
den beiden Kolbenteilen während
des gesamten Arbeitsablaufs der Aufgusseinheit wie auch in den Zeiträumen, in
denen die Aufgusseinheit außer Betrieb
ist.
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Dank
einer solchen Dichtungsmanschette kann daher der Einsatz zusätzlicher
Dichtungen vermieden werden und dabei die Anzahl der Komponenten
weiter reduziert werden.
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Auf
vorteilhafte Art unterliegt die Dichtungsmanschette nur während der
Phasen der Kompression und des Aufgusses der Kaffeetablette einer
starken Druckbelastung, während
in den verbleibenden Phasen des Arbeitsablaufs der Aufgusseinheit
wie auch in den Zeiten, in denen die Einheit nicht in Betrieb ist,
die einzige Beanspruchung, der die Manschette unterworfen ist, der
leichte Druck ist, der zur Gewährleistung
der Dichtheit zwischen den Kolbenteilen notwendig ist, so dass der
Verschleiß der
Dichtmanschette signifikant reduziert ist.
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Es
wird nunmehr eine Ausführungsform
des Kolbens für
eine erfindungsgemäße Aufgusseinheit anhand
eines nicht restringierenden Beispiels unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben. Es zeigen:
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1 und 2 Längsschnitte
jeweils einer Aufgusseinheit und eines Kolbens nach dem Stand der
Technik;
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3a und 3b perspektivische
Schnitte eines erfindungsgemäßen Kolbens
jeweils in entspanntem und komprimiertem Zustand;
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4 eine
perspektivische Ansicht des in 3a gezeigten
Kolbens in einer variierten Ausführungsform.
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Unter
Bezugnahme auf 3a und 3b wird
ein Kolben 11 einer automatischen Getränkeaufgussvorrichtung – zum Beispiel
zur Zubereitung von Espressokaffe – gezeigt, wobei der Kolben
einen Kolbenkopf aufweist, der in zwei Teile 13a, 13b aufgeteilt ist,
die miteinander verbunden und axial relativ zueinander verschiebbar
sind.
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Zwischen
den beiden Kolbenteilen ist eine ringförmige Dichtung 15 angeordnet,
die radial expandiert, wenn eine Axialbelastung auf den Kolben 11 aufgebracht
wird, so dass jene beiden Kolbenteile veranlasst werden, sich einander
anzunähern.
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In
vorteilhafter Weise hält
der elastische Widerstand jener Dichtung 15 die beiden
Kolbenteile 13a, 13b auf Abstand, wenn keine Axialbelastung
auf den Kolben 11 ausgeübt
wird, ohne dass eine Feder oder andere elastische Mittel zwischen
den beiden Kolbenteilen erforderlich sind.
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Erfindungsgemäß liegt
die Dichtung 15, wenn auf den Kolben 11 keine
Axialbelastung ausgeübt
wird, innerhalb des Durchmessers der beiden Kolbenteile 13a, 13b (3a).
Im Gegensatz dazu ragt die Dichtung über diesen Durchmesser (3b) hinaus,
wenn eine Axialbelastung auf den Kolben 11 aufgebracht
wird, um die beiden Kolbenteile 13a, 13b zu veranlassen,
sich einander anzunähern.
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Derart
ist die Dichtheit der Dichtung 15 gegen die Innenwandung 25 der
Aufgusskammer 27 gewährleistet,
wenn der Kolben einen Druck auf das Kaffeepulver ausübt und der
Kolben kann sich auch in die Kammer 27 hinein und heraus
bewegen und in der letzteren ohne jegliche Reibung der Dichtung 15 gegen
die Wandung 25 der Aufgusskammer gleiten.
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Gemäß der Erfindung
gewährleistet
die Dichtung 15 auch eine Flüssigkeitsabdichtung zwischen
den beiden Kolbenteilen 13a, 13b selbst, sowohl,
wenn sich der Kolben im Entlastungszustand befindet, das heißt, dass er
keiner Axialbelastung unterliegt, als auch, wenn der Kolben einen
Druck auf das Pulver ausübt,
aus dem der Aufguss extrahiert werden soll, das heißt, wenn
auf den Kolben eine Axialbelastung ausgeübt wird, die die beiden Kolbenteile 13a, 13b veranlasst,
sich einander anzunähern.
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Gemäß der Erfindung
ist ein die Ringdichtung 15 aufnehmender kreisförmiger Sitz 17 zwischen
den beiden Kolbenteilen 13a, 13b gebildet. Eine
zum Halten und axialen Zusammenpressen der Dichtung 15 gedachte
innere Zone 17a sowie eine äußere Zone 17b, die
mit der inneren Zone 17a in Verbindung steht und dazu gedacht
ist, die radiale Expansion der Dichtung 15 über die
Außenfläche des Kolbens 11 zu
erlauben, sind in jenem Sitz 17 definiert.
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Vorzugsweise
weist der Sitz 17 einen T-förmigen Querschnitt auf, bei
dem der Querbalken des „T" und der Stamm des „T" jeweils den inneren
und äußeren Zonen 17a, 17b entsprechen.
In diesem Zusammenhang weist auch die Dichtung 15 einen
T-förmigen
Querschnitt auf, bei dem der innere Abschnitt 15a – dem Querbalken
des „T" entsprechend – in der inneren
Zone 17a des Sitzes 17 untergebracht ist, und
der äußere Abschnitt 15b – dem Stamm
des „T" entsprechend – in der äußeren Zone 17b des
Sitzes 17 untergebracht ist und zur Außenseite des Sitzes 17 hin
frei radial expandieren kann, wenn die Dichtung 15 axial
komprimiert wird.
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Vorzugsweise
werden darüber
hinaus die Toleranzen zwischen der Wandung der inneren Zone 17a und
der Dichtung 15 so festgelegt, dass der innere Abschnitt 15a der
Dichtung einem stärkeren
axialen Druck ausgesetzt ist, während
der äußere Abschnitt 15b einer
geringeren Beanspruchung unterliegt, um so seine radiale Expansion
nach außen
zu erleichtern, das heißt
in Richtung der Wandung der Infusionskammer 27. Jedoch
könnte
der Sitz 17 sogar so gestaltet werden, dass die Dichtung 15 gleichförmig axial
komprimiert wird, ohne die einwandfreie Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Kolbens
dabei zu beeinflussen.
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Bei
der dargestellten Ausführungsform
weisen die beiden Kolbenteile 13a, 13b einer ersten, äußeren Kolbenteil 13a auf,
der dazu bestimmt ist, das Pulver für den Aufguss des Getränks zu komprimieren
und einen zweiten, inneren Kolbenteil 13b. Der zweite Kolbenteil 13b seinerseits
weist eine axiale Aussparung 19 auf, die eine Partie 21 des
ersten Kolbenteils 13a aufnimmt. Diese Kolbenpartie 21 kann
in der axialen Aussparung 19 gleiten, wenn auf den Kolben 11 eine
Axialbelastung aufgebracht wird, das heißt während der Kompressionsphase
des Getränkepulvers,
zum Beispiel des Kaffeepulvers, und auch wenn schließlich diese
Belastung entfällt,
das heißt
in der Phase, in der sich der Kolben von der Aufgusskammer wegbewegt.
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Die
beiden Kolbenteile 13a, 13b werden erfindungsgemäß nur dank
der Dichtung 15 auf Abstand gehalten und beide Kolbenteile 13a, 13b werden
während
des gesamten Arbeitsablaufs des Kolbens auf Abstand gehalten.
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Bezüglich einer
Kaffeemaschine ist der Arbeitsablauf des erfindungsgemäßen Kolbens
wie folgt:
Sobald nach einer einleitenden Ladephase von Kaffee
in die Aufgusskammer 27 eine Kaffeezubereitung verlangt
wird, beginnt – dank
der relativen Verlagerung von Infusionskammer 27 und Kolben 11 – der Kolben 11 in
die Kammer 27 einzudringen und verfüllt das Kaffeepulver und verdichtet
es bis zu einem Punkt, an dem die Kompressionsphase der aus dem Pulver
gebildeten Tablette beginnt. Bei fortgesetzter Belastung neigen
die Kolbenteile 13a, 13b dazu, sich durch Überwindung
des elastischen Widerstands der Dichtung 15 einander anzunähern. Als
Folge dieser Bewegung wird die Dichtung 15 dazu gebracht,
in der einzig möglichen
Richtung zu expandieren, das heißt in radialer Richtung zur
Außenseite
des Sitzes 17 und zur Wandung 25 der Aufgusskammer 27 hin,
bis sie in Kontakt mit dieser Wandung kommt. Auf diese Weise gewährleistet
die Dichtung 15 die hydraulische Dichtheit zwischen Kolben 11 und
Wandung 25 der Infusionskammer 27, solange die
Dichtung der Kompression zwischen den beiden Kolbenteilen 13a, 13b ausgesetzt
ist.
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Nach
Ablauf der Kompressionsphase führt die
Relativverlagerung des Kolbens 11 und der Infusionskammer 27 den
Kolben 11 in die Ruhelage zurück und die elastische Kraft
aufgrund der axialen Ausdehnung der Dichtung 15 bewegt
die beiden Kolbenteile 13a, 13b wieder voneinander
weg. Die Dichtung 15 zieht sich in den Sitz 17 zurück und nimmt wieder
einen Durch messer an, der kleiner ist als der Innenraum der Kammer 27 und
im Wesentlichen identisch mit dem des Kolbens 11.
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Vorzugsweise
wird erfindungsgemäß, wenn die
maximale Axialbelastung auf den Kolben aufgebracht wird, das heißt am Ende
der Kompressionsphase auf das Pulver, aus dem der Getränkeaufguss gewonnen
werden soll, der Fuß 21a des
Teils 13a des Kolbens 11 nicht am Boden 19a der
Aussparung 19 im Teil 13b des Kolbens 11 anschlagen,
sondern ständig
davon auf Abstand bleiben. Diese Ausbildung erlaubt einen Ausgleich
des Verschleißes
der Dichtung 15, der unvermeidlich im Laufe der Zeit auftritt.
Jedoch ist es auch möglich,
dass der Fuß 21a mit
dem Boden 19a der Aussparung 19 während der Kompression
der Dichtung 15 in Kontakt kommt, ohne dass dabei der einwandfreie
Betrieb des erfindungsgemäßen Kolbens
beeinflusst wird.
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In
vorteilhafter Weise wird erfindungsgemäß die Dichtung 15 neben
der Sicherung der Dichtheit zwischen Kolben 11 und Wandung 25 der
Infusionskammer 27, während
der Kolben das Getränkepulver komprimiert,
auch die Dichtheit zwischen den Teilen 13a, 13b,
die den Kopf des Kolbens 11 bilden, gewährleisten. Diese zweite Dichtfunktion
wird nicht nur während
der Kompressions- und Aufgussphase, sondern auch während des
gesamten Arbeitszyklus der Aufgusseinheit ausgeübt, wie auch in den Zeitabschnitten,
in denen die Einheit nicht in Betrieb ist. Auf diese Weise ist man
vom Einsatz zusätzlicher
innerer Dichtungen enthoben und die Kolbenkonstruktion wird vereinfacht.
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Darüber hinaus
ist es von Vorteil, dass die einzige Beanspruchung, der die Dichtung 15 unterliegt,
während
der Kolben sich im Ruhezustand befindet, die leichte Pressung ist,
die notwendig ist, um die Dichtheit zwischen den Kolbenteilen 13a, 13b zu
gewährleisten.
Folglich wird der Verschleiß dieser
Dichtung signifikant reduziert.
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In
der dargestellten Ausführungsform
wird der permanente leichte Druck durch ein Verbindungselement 14 (z.B.
eine Schraube) erzielt, das eine zentrale axiale Bohrung 12a, 12b durchdringt, die
in beiden Kolbenteilen 13a, 13b ausgebildet ist. Diese
Schraube 14 ermöglicht
es, die beiden Kolbenteile zusammenzuhalten und dabei auf die Dichtung 15 einen
leichten Druck aufrechtzuerhalten.
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Aus
der obigen Beschreibung wird deutlich, dass der Sitz für die Dichtung 15 und
die Dichtung 15 selbst eine Querschnittsform aufweisen
können,
die von der offengelegten abweicht, unter der Bedingung, dass die
Dichtung 15 der Annäherung
der Kolbenteile 13a, 13b elastisch entgegenwirkt
und vorausgesetzt, dass dieselbe Dichtung, wenn sie einem Druck
ausgesetzt wird, der zu ihrer Verformung ausreicht, außerhalb
des Kolbens 11 in Richtung auf die Wandung der Infusionskammer 27 expandieren kann.
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In
einer in 4 gezeigten Variante der Ausführungsform
der Erfindung weist der Kolben 111 einen Sitz 117 für die Dichtung 115 zwischen
den Teilen 113a, 113b auf. Dieser Sitz hat eine
innere Zone 117a mit einem C-förmigen
Profil und eine äußere Zone 117b mit
einem gleichschenkligen Trapezprofil, das an seiner kleineren Seite
an den C-förmigen Querschnitt
der inneren Zone 117a angefügt ist. Zwei entgegengesetzte
kreisringförmige
Nasen 118 sind darüber
hinaus zwischen der inneren Zone 117a und der äußeren Zone 117b vorgesehen,
diese Vorsprünge
erstrecken sich zwischen den beiden Zonen des Sitzes 117,
um die Dichtung 115 in jenem Sitz zu halten.
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Dementsprechend
weist die Dichtung 115 eine innere Partie 115a auf,
die in der inneren Zone 117a des Sitzes 117 untergebracht
ist, sowie eine äußere Partie 115b,
die in der äußeren Zone 117b des Sitzes 117 aufgenommen
ist. Letztere Partie 115b kann außerhalb des Sitzes 117 frei
expandieren, wenn die Dichtung 115 axial zusammengedrückt wird.
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In
vorteilhafter Weise hat die äußere Partie 115b der
Dichtung 115 darüber
hinaus eine konvexe Oberfläche,
um die Abdichtung gegen die Innenwandung 25 der Infusionskammer 27 zu
verbessern.
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Der
in 4 gezeigte Kolben ist ein Infusionskolben, das
heißt
er ist mit einem axialen Kanal 120a, 120b ausgestattet,
der den Durchgang von Flüssigkeit,
normalerweise zur Infusion des Getränks vorgesehenes Wasser, erlaubt.
Der dargestellte Kolben könnte
gleichermaßen
als Gegenkolben eingesetzt werden, in dem der axiale Kanal 120a, 120b dazu
dienen soll, den Durchgang des Getränks, z.B. Espressokaffee, der
als Ergebnis der Infusion gewonnen wurde, zu erlauben.
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Der
erfindungsgemäße Kolben
könnte
sogar ein Blindkolben sein, d.h. ohne den Kanal für den Durchgang
von Flüssigkeit,
sofern ein solcher Kanal – z.B.
in der Infusionskammer selbst – vorgesehen ist.
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Der
erfindungsgemäße Kolben
kann vorteilhafterweise in Kaffee- oder anderen Getränkezubereitungsmaschinen
verwendet werden, die mit einer entweder horizontal oder vertikal
sich ausdehnenden Infusionskammer ausgerüstet sind. Er kann sowohl in
Maschinen verwendet werden, die mit einem stationären Kolben
ausgestattet sind sowie einer beweglichen Infusionskammer, die sich
relativ zum Kolben verschiebt, als auch in Maschinen, die mit einer
stationären
Infusionskammer ausgerüstet
sind, in der ein beweglicher Kolben gleitet.
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Selbstverständlich wird
die obige Beschreibung lediglich als ein nicht eingrenzendes Beispiel vorgestellt
und Abänderungen
und Modifikationen sind möglich,
ohne vom Umfang der Ansprüche
abzuweichen.