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Die
Erfindung bezieht sich auf Maschinen zum Herstellen von Kaffeeaufgüssen.
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Bekannte
Kaffeemaschinen weisen eine obere Kammer auf, in die heißes Wasser
unter Druck gepumpt wird, sowie ein unteres, zylindrisches Gehäuse, in
welchem ein einen Filter enthaltender und mit Kaffee gefüllter Korb
fixiert ist. Das heiße
Wasser unter Druck gelangt mit Hilfe geeigneter Zuführeinrichtungen
aus der Kammer in den den Filter enthaltenen Korb, um den Kaffeeaufguss
herzustellen. Der Korb weist einen Handgriff auf, mit dem er in
einen Bereich unterhalb des unteren zylindrischen Gehäuses gebracht
wird, wobei er mit einer Aufwärtsbewegung
in das Gehäuse
eingeführt
und dann um einen bestimmten Winkel so gedreht wird, dass er weiterhin angehoben
und an der Maschine fixiert wird. Dieses Drehen und Anheben des
Korbs wird ermöglicht durch
eine schraubenförmige
Führung
im Korb, die dann gequetscht und so komprimiert wird, um einen Dichtungssitz
sicherzustellen. Diese bekannten Maschinen weisen verschiedene Nachteile
auf, zu denen gehört,
dass der Benutzer notwendigerweise ein Ausmaß von Kraft aufbringen muss,
um die Korbdichtung hinreichend zu komprimieren, sowie auch die
allmähliche
Abnahme der Wirksamkeit des Korbes, der immer dann, wenn die Maschine
benutzt wird, erheblichen Kräften
durch den Benutzer ausgesetzt ist.
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Kaffeemaschinen
mit Dichtungseinrichtungen, die vermeiden, dass der Benutzer eine
bestimmte Anstrengung machen muss, um die Maschine in Gang zu setzen,
sind aus den Dokumenten EP-A-0 671 141, US-A-5 146 839 und US-A-3
977 313 bekannt. Jedoch sind die Dichtungseinrichtungen, die zu
diesen Maschinen gehören,
obgleich sie die hier vorgenannten Nachteile nicht aufweisen, in
ihrer Gestaltung ziemlich verwickelt und kompliziert, wobei sie
gleichzeitig keine Dauerhaftigkeit und Billigkeit garantieren.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, die oben erwähnten Nachteile der bekannten
Kaffeemaschinen zu überwinden.
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Die
Erfindung bezieht sich daher auf eine Kaffeemaschine mit einer oberen
Kammer, der heißes
Wasser unter Druck zugeführt
wird, mit wenigstens einem unteren Gehäuse, das Stützelemente für einen
mit einem Filter versehenen Korb aufweist, mit Dichtungsmitteln,
die den Korb von der Kammer trennen und denen eine in der Kammer
angeordnete Vorrichtung für
die Zufuhr von Wasser unter Druck in den Korb zugeordnet ist, wobei
die Dichtungsmittel in einer Phase ansteigenden Drucks in der Kammer
in der Lage sind, Druck auf den Korb auszuüben und ihn in seiner Position
abzudichten, und wobei die Vorrichtung in der Lage ist, Wasser unter
Druck zum Filter zu liefern sowie in einer Phase abnehmenden Drucks
in der Kammer in der Lage ist, den Zufluss von Wasser zum Filter
zu unterbrechen, wobei ferner die Dichtungsmittel in der Lage sind,
den Druck auf den Korb zu unterbrechen, damit er vom zugeordneten
Gehäuse
bei Bedarf entfernt werden kann, und die Dichtungsmittel aus einer
Scheibendichtung aus elastisch deformierbaren Material bestehen,
gekennzeichnet durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs
1.
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Weitere
Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden besser verstanden im
Lauf der folgenden Beschreibung, die lediglich ein Ausführungsbeispiel ohne
jegliche Beschränkung
enthält
und sich auf die beigefügte
Zeichnung bezieht, in der
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1 eine
Seitenansicht, teilweise geschnitten, einer Kaffeemaschine nach
der Erfindung mit einer oberen Kammer und einem unteren, mit einem Filter
versehenen Korb in einem zugeordneten Gehäuse wiedergibt;
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2 eine
Seitenansicht, teilweise geschnitten, der Maschine nach Anspruch
1 in einer Phase beim Zuführen
von Wasser unter Druck aus der Kammer in den mit einem Filter versehenen
und Kaffee enthaltenden Korb wiedergibt;
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3 eine
Draufsicht einer Scheibe zur Verteilung von Wasser unter Druck aus
der oberen Kammer zu dem den Filter enthaltenden Korb wiedergibt;
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4 eine
Draufsicht, teilweise geschnitten, des Gehäuses zur Aufnahme des den Filter
enthaltenden Korbes wiedergibt; und
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5 eine
Ansicht, teilweise geschnitten, eines Auslassventils mit geringem
Verlust, welches in der Leitung zum Zuführen von Wasser unter Druck
in die Kammer, wiedergibt.
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Unter
Bezugnahme auf die Zeichnung und insbesondere auf 1,
bezeichnet die Ziffer 1 eine Kammer, in die Wasser unter
Druck für
die Herstellung eines Aufgusses aus Kaffee eingeführt wird.
In der Kammer 1 ist eine Vorrichtung 2 zum Zuführen von
Wasser unter Druck wiedergegeben, zu der ein Wassereinlassrohr 3 gehört, welches
oben offen ist und am Boden mit einem Zuführventil 4 verschlossen wird,
welches in eine zugeordnete Ventilaufnahme 5 eingeführt ist.
Die Ventilaufnahme 5 besitzt innen einen glatten oberen
Abschnitt und einen mit Rillen versehenen unteren Abschnitt, wobei
sie an ihrem Boden mit einer Grundplatte 12 größeren Durchmessers
versehen ist, die mittig perforiert ist. Das Zuführventil 4 weist ein
Verschlussstück 6 und
einen Ventilschaft 7 auf, um den das erste Ende einer Druckfeder 8 fixiert
ist, deren anderes Ende an einem mit Außengewinde versehenen zylindrischen
Einsatz 9 fixiert ist. Der Einsatz 9 ist in den
unteren, mit Gewinde versehenen Abschnitt der Ventilaufnahme 5 eingedreht und
weist an seinem unteren Ende ein Loch 29 auf. Am unteren
Abschnitt des Einsatzes 9 ist eine Scheibe 10 fixiert,
die mittig perforiert ist und mit einer Anzahl von radialen Kanälen 11 zum
Verteilen des Wassers unter Druck, welches vom Wassereinlassrohr 3 sowie
von dort vom Zuführventil 4 kommt,
versehen ist. Zwischen der Grundplatte 12 der Ventilaufnahme 5 und
der Scheibe 10 ist der zentrale Abschnitt 15 eines
Dichtungsmittels 13 aus Gummi oder einem anderen elastisch
deformierbaren Material eingefügt, welches
ein zentrales Durchgangsloch 14 aufweist. Das Dichtungsmittel 13 weist
ferner einen ringförmigen
Umfangsabschnitt 28 auf, mit dem es an der Tragekonstruktion 18 außerhalb
der Kammer 1 befestigt ist. Die Befestigung erfolgt mit
Hilfe von Stiften 17, welche den Umfangsabschnitt 28 zwischen
zwei Flanschen erfassen. Ein Flansch 16 geht vom unteren
Ende der Kammer 1 aus und ein Flansch 23 geht vom
Gehäuse 19 aus,
welches den den Filter enthaltenden Korb aufnimmt. Das Gehäuse 19 weist
einen im Wesentlichen zylindrischen Abschnitt auf und ist am Boden
mit einer Öffnung 44 zum
Einführen
und zum Abnehmen des Korbs 20 versehen und weist an seiner
inneren Wandung drei mit gleichem gegenseitigem Abstand angeordnete
Rinnen 27 auf (wie man besser in 4 erkennen
kann).
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Der
den Filter enthaltende Korb 20 weist in bekannter Weise
einen zylindrischen Behälter 24 auf, in
den Kaffee eingeführt
wird und in den ein Filter 21 mit einer Anzahl von Mikroperforationen
eingesetzt ist. Außerhalb
der Wandung des zylindrischen Behälters 24 sind drei
mit gleichem gegenseitigem Abstand angeordnete radiale Vorsprünge 26 (4)
vorgesehen. Die Vorsprünge 26 greifen,
wenn sie angezogen sind, in drei zugeordnete horizontale Abschnitte 47 von
drei Führungen 48 innerhalb
der Stützelemente 27 ein.
Am unteren Ende des den Filter enthaltenden Korbes 20 ist
schließlich
ein Handgriff 22 wiedergegeben, der es ermöglicht,
den Korb 20 in das Gehäuse 19 einzusetzen
oder ihn daraus zu entfernen. Am unteren Ende des Korbes 20 befindet
sich ein unterer Auslass 25 für den Kaffeeaufguss. Außerhalb
der Kammer 1 ist eine Zuführleitung 39 für das heiße Wasser
vorgesehen, zu der auch ein schematisch dargestellter Wassertank 30,
eine Pumpe 31, ein Auslassventil 33 mit geringen
Verlusten, dessen Funktion weiter unten beschrieben wird, sowie
eine Einlassöffnung 34 für die Zufuhr
von Wasser in die Kammer 1 gehören. Die Wasserzufuhr wird
vervollständigt
durch eine Heizung 32 (z. B. eine Widerstandsheizung),
die in das Innere der oberen Kammer 1 eingefügt ist.
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3 zeigt
eine Draufsicht zum besseren Verständnis der Gestaltung der Scheibe 10,
die axial mit einem Dichtring 35 versehen ist, sowie die
Anordnung der radialen Verteiler-Kanäle 11 auf der oberen Oberfläche. Diese
Kanäle 11 verteilen,
wie bereits erwähnt,
das Wasser unter Druck zum Filter 21.
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In 4 kann
man erkennen, wie der Filter 21 hergestellt ist. Er weist
einen zentralen Bereich 36 unterhalb der Scheibe 10 und
eine Anzahl von Mikroperforationen 37 sowie einen Umfangsabschnitt 38 auf,
auf den, wie wir aus der Beschreibung der Betriebsweise dieser Maschinen
sehen werden, der mittlere Abschnitt 45 des Dichtungsmittels 13 drückt, welches
zwischen dem Umfangsabschnitt 28 und dem zentralen Abschnitt 15 des
Dichtungsmittels 13 angeordnet ist. Wie bereits erwähnt, sind
drei Führungen 48 zum
Einführen
der radialen Vorsprünge 26 des
Korbes in den drei Stützelementen 27 vorgesehen.
Die Führungen 48 weisen
jede einen ersten nach außen
geneigten Abschnitt 49 auf, auf dem jeder Vorsprung 26 gleitet
sowie einen zweiten, horizontal nach innen geneigten Abschnitt 47,
auf dem sich jeder Vorsprung 26 abstützt.
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Die 5 gibt
das Auslassventil 33 wieder. Dieses Auslassventil 33 weist
ein Ventilgehäuse 46 auf,
das eine Kugel 40 aufnimmt und das mit einer oberen Öffnung 41 sowie
einer unteren Öffnung 42 versehen
ist. Wie dargestellt ist der obere Abschnitt des Ventilgehäuses 46 konisch
ausgebildet und besitzt innere Nuten 43. Wenn Wasser unter
Druck durch die Zuführleitung 39 fließt, wird
die Kugel 40 so nach oben gedrückt, dass sie die obere Öffnung 41 schließt, wie
das in 5 wiedergegeben ist. Wegen der Nuten 43 jedoch
werden immer einige Tropfen des Wassers unter Druck durch die Öffnung 41 ausfließen. Es
versteht sich, dass wenn sich kein Wasser unter Druck in der Zuführleitung 39 bewegt,
die Kugel 40 so nach unten fällt, dass sie die untere Öffnung 42 schließt. Zur
Wiedergewinnung von Kondensationswasser, welches unausweichlich
während
der Ausströmphasen
entsteht, ist das Auslassventil 33 in einer Umhüllung 50 angeordnet,
aus der das Kondensationswasser über
ein Rücklaufrohr 51 zum
Wassertank 30 zurückkehrt.
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Zum
Verständnis
der Betriebsweise der Kaffeemaschine ist es notwendig, die 1, 2 und 4 zu
vergleichen. Der mit dem Filter versehene und mit Kaffee gefüllte Korb 20 wird
von unten in das Innere des Gehäuses 19 eingesetzt,
indem die radialen Vorsprünge 26 in
die zugeordneten Stützelemente 27 des
Gehäuses 19 eingeführt werden
und das Gehäuse
in Richtung des Pfeils S in 4 derart
gedreht wird, dass die Vorsprünge 26 sich über die
geneigten Abschnitte 49 der Führungen 48 bewegen sowie
dabei den Korb 20 anheben, bis sie die endseitigen, horizontalen
Abschnitte 47 der Führungen 48 erreicht
haben. In diesem Zustand wird die Pumpe 31 in Betrieb gesetzt
und fördert
das Wasser aus dem Tank 30 über die Einlassöffnung 34 in
die Kammer 1. Wenn die Kammer 1 gefüllt ist,
wächst
der Druck des Wassers auf das elastisch verformbare Dichtungsmittel 13 und
folglich senkt sich der Abschnitt 45 des Dichtungsmittels 13 ab,
bis er mit dem oberen Umfangsabschnitt des Filters 21 in
Kontakt kommt, wie das in 2 dargestellt
ist. Diese Absenkung ist das Resultat einer elastischen Deformation
des Abschnitts 45 des Dichtungsmittels 13, wobei
der zentrale Abschnitt 15 und der Umfangsabschnitt 28 in
ihrer Position gehalten werden, nämlich zwischen der Scheibe 10 und
der Grundplatte 12 der Vorrichtung 2 sowie zwischen
den Flanschen 16 und 23. Während dieser Deformation des
Dichtungsmittels 13 fließt Heißwasser weiter in die Kammer 1 sowie
in das Wassereinlassrohr 3 der Vorrichtung 2.
Die Druckfeder 8 ist so eingestellt, dass sie zu sammengedrückt wird
bei einem Druck, der höher
ist, als notwendig zur Deformation des Dichtungsmittels 13.
Dementsprechend wird nach vollständiger
Deformation und wenn ein bestimmter Druck in der Kammer 1 erreicht
ist, die Feder zusammengedrückt
und das Verschlussstück 6 abgesenkt,
wobei das Wassereinlassrohr 3 geöffnet wird. Das Heißwasser
unter Druck fließt durch
das Loch 29 in den zylindrischen Einsatz 9 und erreicht
axial die Scheibe 10, von der es über die Kanäle 11 radial auf den
Filter 21 verteilt wird. In diesem Zustand beginnt die
Lieferung von Kaffeeaufguss aus der Öffnung 25 an der Unterseite
des den Filter enthaltenden Korbes 20.
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Wenn
die Lieferung von Kaffeeaufguss beendet ist, wird der den Filter
enthaltende Korb 20 durch Drehen und Abwärtsbewegung
entgegen den oben beschriebenen Bewegungen entfernt. Bevor der Korb 20 entfernt
wird, ist es jedoch notwendig, dass an der Vorrichtung 2 die
Zuführung
von Wasser zum Korb 20 unterbrochen wird und dass das Dichtungsmittel 13 in
die in 1 wiedergegebene Position zurückkehrt, indem der Druck auf
den Filter 21 aufgehoben wird. Zu diesem Zweck tritt das
Auslassventil 33 in Aktion. Wie oben erwähnt, garantiert
diese Auslassventil 33 wegen der darin angeordneten Nuten 43 immer
ein Tröpfeln
von Wasser aus seiner oberen Öffnung 41,
so dass beim Abschalten der Pumpe 30 der Druck innerhalb
der Kammer 1 zu fallen beginnt. Wegen dieses Druckabfalls
kann einerseits die Druckfeder 8 des Zuführventils 4 das
Verschlussstück 6 in
seine anfänglich
geschlossene Position am Wassereinlassrohr 3 zurückführen und kann
andererseits das Dichtungsmittel 13 elastisch aus seiner
in 2 dargestellten Position in die in 1 dargestellte
Position zurückkehren.
In diesem Zustand kann der den Filter enthaltende Korb 20 bequem
entfernt werden.