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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Espressomaschine mit mindestens
zwei Kaffeeabgabeeinheiten.
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Bei
Espresso handelt es sich um ein Getränk, das mit Hilfe einer Kaffeemaschine,
bei der heißes
Wasser durch eine Schicht gemahlenen Kaffee geleitet wird, der sich
in einem Metallfilter befindet, sofort hergestellt werden kann.
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Das
durch die Kaffeeschicht geleitete Wasser muss auf eine Temperatur
von maximal 95°C
erhitzt worden sein, und der Druck des Wassers muss zwischen 8 und
10 bar liegen, je nachdem, welche Art Kaffeemischung verwendet wird.
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Die
ersten Espressomaschinen umfassten einen großen Heißwasserbereiter und einzelne
Kaffeeabgabeeinheiten, die bei Bedarf direkt in das heiße Wasser
eintauchten (das auf einem Dampfdruck von ungefähr 3 bar und einer Temperatur
von ungefähr
140°C gehalten
wurde) um den Kaffee zu erzeugen. Dieses System wurde als unzulänglich angesehen,
da der Abgabedruck auf 9 bar erhöht
werden musste und die Wassertemperatur 95°C nicht übersteigen durfte, wenn man
einen guten Kaffee in der Tasse erhalten wollte. Aus diesem Grund
wurden Espressomaschinen mit einem doppelten Flüssigkeitskreislauf konstruiert:
einem für
den Heißwasserbereiter
und einem für
die Kaffeeabgabeeinheiten. Dieser Heißwasserbereiter funktioniert
unterhalb von ungefähr
120°C nicht,
wenn er Wasserdampf erzeugen soll, der separat in Tassen abgegeben
werden soll, die Milch enthalten, welche durch den Wasserdampf emulgiert
werden soll, damit ein so genannter „Cappuccino" entsteht. Die beiden
Kreisläufe
(der eine für das
Herstellen des Espressos und der andere für das Abgeben von Wasserdampf
oder heißem
Wasser) sind über
einen Wärmetauscher
miteinander verbunden, da zum Erwärmen der Kaffeeabgabeeinheiten die
Wärme genutzt
wird, die in dem Heißwasserbereiter
erzeugt wird, der durch ein von einem Thermostat geregeltes Widerstandsheizelement
erwärmt wird.
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Es
gibt auch noch eine andere Art Espressomaschine, die zwei separate
Heißwasserbereiter
aufweist: einen für
das Erzeugen des Wasserdampfes und des heißen Wassers für (schwarzen,
Kamillen- usw.) Tee und einen für
das direkte Erhitzen des Wassers, das zu den Kaffeeabgabeeinheiten
geleitet wird.
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Bei
bekannten Kaffeemaschinen unterscheidet sich die Kapazität des Heißwasserbereiters
auf der Grundlage der Anzahl an Abgabeeinheiten, die die Kaffeemaschine
besitzt, da jede Einheit eine solche Energiemenge benötigt, dass
die Temperatur des Wassers darin auf ihrem optimalen Wert bleibt und
die gewünschte
Anzahl Espressos angegeben werden kann.
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Die
Patentschriften US-A-4757753 und US-A-5408917 beschreiben Espressomaschinen
mit Abgabevorrichtungen (2, 14 beziehungsweise 24, 39),
die über
Heißwasserrohre
mit verschiedenen, separaten Heißwasserbereitern oder -tanks
(5, 32) verbunden sind, die jeweils ein Wasservolumen
enthalten, das viel größer ist
als das des Wassers (das einer Tasse entspricht, die mit einem Espresso
gefüllt werden
soll, der in sie hineingefiltert werden kann, wie dies auf den Zeilen
16–21,
Spalte 5 von US-A-5408917 genau beschrieben ist), das von der jeweiligen
Abgabevorrichtung aufgenommen werden kann. Die Nachteile solcher
Maschinen bestehen darin, dass für
das Erhitzen der großen
Wasservolumen, die sich in den Heißwasserbereitern befinden, relativ
viel Zeit und Strom benötigt
wird, dass die Temperatur des Wassers, das zu den Abgabevorrichtungen
geleitet wird, nicht variiert oder innerhalb kurzer Zeit geändert werden
kann, wenn die Qualität oder
die Dicke der Schicht des gemahlenen Kaffees variiert, der sich
in dem Filter der Filtervorrichtungen befindet, so dass man keinen
Espresso von guter Qualität
erhält,
dass die Abgabevorrichtungen schnell abkühlen, wenn sie nicht im Wesentlichen kontinuierlich
benutzt werden, so dass sie das Wasser abkühlen, das aus den Heißwasserbereitern
zu ihnen geleitet wird, wenn ein Espresso gemacht werden muss, und
dass die Gesamtaußenfläche der Heißwasserbereiter,
der Abgabevorrichtungen und der sie miteinander verbindenden Rohre
notwendigerweise relativ groß ist
und dementsprechend die Wärmeableitung
und der Energieverbrauch hoch sind.
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Alle üblicherweise
benutzten, bekannten Kaffeemaschinen weisen den wesentlichen Nachteil auf,
dass sie die Heißwasserbereiter
für die
Abgabeeinheiten auf der gewünschten
Temperatur halten und somit auch dann Energie verbrauchen, wenn
sie nicht benutzt werden, was häufig
stundenlang der Fall ist, wodurch eine beträchtliche Energieverschwendung
entsteht.
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In
dieser Hinsicht werden die meisten Bar-Kaffeemaschinen (die mehrere
Abgabeeinheiten umfassen) in der Regel nur im Verlauf von zwei Zeiträumen am
Tag benutzt, d.h. im Verlauf der ersten Stunden am Morgen sowie
am frühen
Nachmittag. Die Maschine muss jedoch angeschaltet bleiben und zu
allen anderen Tageszeiten abgabebereit sein.
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Ein
weiterer Nachteil von Maschinen bekannter Art besteht darin, dass
die Temperatur des Wassers in den einzelnen Abgabeeinheiten gleich
ist, was die Wahrscheinlichkeit einschränkt, dass man einen guten Espresso
erhält,
wenn sich die verwendete Mischung zwischen den einzelnen Einheiten
unterscheidet (wenn beispielsweise eine Einheit entkoffeinierten
Kaffee verwendet) und eine Abgabeeinheit für eine Tasse statt für zwei Tassen
Kaffee benutzt wird. In dieser Hinsicht enthalten die Filter, die
für eine
Tasse Kaffee verwendet werden, eine Menge an gemahlenem Kaffee,
die geringer ist als die, die für
zwei Tassen benötigt
wird, d.h. die Dicke der in den Filtern vorhandenen Kaffeeschicht
ist in beiden Fällen
unterschiedlich und für
zwei Tassen Kaffee größer. Da
die Qualität
des erhaltenen Espressos in beiden Fällen genau gleich sein muss,
muss natürlich
die Temperatur des Wassers, wenn eine Tasse Kaffee gemacht werden
soll, höher
sein als bei zwei Tassen Kaffee (wo die Dicke der Kaffeeschicht
im Filter größer ist). Dies
ist jedoch bei bekannten Maschinen, bei denen die Temperatur des
Wassers in jeder der verschiedenen Einheiten stets gleich ist, nicht
der Fall, so dass eine Tasse Kaffee, die von der Einheit abgegeben wird,
stets zu wenig extrahiert ist, während
zwei Tassen Kaffee stets zu stark extrahiert sind.
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Die
Patentschrift US-A-5259297 betrifft eine Espressomaschine, die sich
dafür eignet,
das für
den Espresso benötigte
Wasser sofort individuell zu erhitzen – es ist kein Heißwasserbereiter
oder dergleichen vorgesehen. Jedes einzelne Abgabeelement ist mit
einer Heizvorrichtung verbunden, die dafür geeignet ist, das Wasser
für dieses
Element sofort individuell zu erhitzen. Die Heizvorrichtung umfasst
einen Widerstand, der in ein einzelnes Gussstück aus Aluminium eingebettet
ist, das neben dem Abgabeelement liegt und so darüber angeordnet
ist (siehe Spalte 2, Zeilen 36–43),
dass beim Einschalten der Maschine im Bereich von 3 bis 7 Sekunden
die optimale Temperatur für
das Abgeben eines Espressos von guter Qualität erreicht wird (siehe Spalte
3, Zeilen 55–61). Es
ist offensichtlich, dass einer der Hauptnachteile der oben genannten
Maschine darin besteht, dass die installierte Maximalleistung notwendigerweise sehr
hoch sein muss.
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Die
Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Espressomaschine
mit mehreren Abgabeeinheiten bereitzustellen, die thermisch voneinander
unabhängig
und insbesondere so ausgelegt sind, dass die Temperatur des Wassers
in jeder Einheit unter geringem Energieverbrauch und bei geringer
installierter Maximalleistung schnell auf einen gewünschten
Wert gebracht und geregelt werden kann.
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Diese
und andere Aufgaben werden durch eine Espressomaschine erfüllt, die
die in Anspruch 1 aufgeführten
Merkmale besitzt.
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Es
lässt sich
vorzugsweise mindestens einer der Thermostaten manuell einstellen,
wobei die Maschine einen von den Abgabeeinheiten unabhängigen Heißwasserbereiter
umfasst, der mit einem entsprechenden Widerstandselement mit entsprechendem
Schalter und Thermostat versehen ist und Wasserdampf und überhitztes
Wasser erzeugt, die über dafür vorgesehene
Hähne entnommen
werden können.
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Der
Aufbau und die Merkmale der Espressomaschine werden durch die nachfolgende
Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform davon deutlicher,
die unter Verweis auf die beiliegenden Zeichnungen erfolgt, in denen:
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1 eine
schematische Darstellung einer Maschine mit zwei Abgabeeinheiten
und einem Heißwasserbereiter
für die
Wasserdampferzeugung und
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2 eine
schematische Darstellung eines Längsschnitts
durch eine Abgabeeinheit ist.
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Es
wird zunächst
auf 1 verwiesen, die auf schematische Weise eine Espressomaschine zeigt,
die zwei separate, identische Abgabeeinheiten (die sich in zwei
mit A und B bezeichneten Rechtecken aus gestrichelten Linien befinden)
und einen Heißwasserbereiter
für das
Erzeugen von Wasserdampf und heißem Wasser (der sich in dem
mit dem Buchstaben C bezeichneten Rechteck aus gestrichelten Linien
befindet) umfasst.
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Jede
Abgabeeinheit umfasst einen Heißwasserbereiter 1,
in dem ein Widerstandsheizelement 2 untergebracht ist,
das an das Stromnetz 3 angeschlossen ist, in dem sich ein
Hauptschalter 4 befindet. Ein Schalter 5 und ein
Thermostat 6 befinden sich in einem der beiden Drähte, über die
jedes Widerstandsheizelement 2 an das Stromnetz 3 angeschlossen
ist. Der Hohlraum jedes Heißwasserbereiters 1 ist
direkt an den Trinkwasseranschluss 8 angeschlossen, über den
unter Druck stehendes kaltes Wasser eingeleitet wird.
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Am
unteren Ende des Heißwasserbereiters 1 jeder
Abgabeeinheit befindet sich eine Filterhaltevorrichtung mit Abgabestutzen,
die in 1 mit der Bezugszahl 9 bezeichnet und
in 2 genauer gezeigt ist.
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Der
Aufbau der einzelnen Abgabeeinheiten, die miteinander identisch
sind und für
die in den Figuren die gleichen Bezugszahlen verwendet worden sind,
ist in 2 genauer gezeigt, in der erkennbar ist, dass
eine Sonde 10, bei der es sich um einen Bestandteil des
Thermostaten 6 handelt, in den Hohlraum des Heißwasserbereiters 1 hineinragt.
In den gleichen Hohlraum des Heißwasserbereiters 1 münden das
Ende 11 eines Rohrs 12, bei dem es sich um einen
Bestandteil des Wasseranschlusses 8 handelt, und das obere
Ende eines Rohrs 13, das mit einer Leitung 14 verbunden
ist, die mit Hilfe eines Magnetventils 7 abgestellt werden
kann und in die Filterhaltevorrichtung 9 mündet, die
einen Filter 16, in dem sich gemahlener Kaffee befindet,
der mit der Bezugszahl 17 versehen ist, mit dem Heißwasserbereiter 1 verbunden
hält.
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Die
Filterhaltevorrichtung 9, der Filter 16, der Bediengriff 18 für die Filterhaltevorrichtung
und der gesamte untere Teil der Abgabeeinheit besitzen einen herkömmlichen
Aufbau, und es ist keine weitere Beschreibung davon notwendig.
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In 1 ist
weiterhin ein Heißwasserbereiter 19 schematisch
dargestellt, der ebenfalls über
ein Magnetventil 20 mit dem Wasseranschluss 8 verbunden
und in dem ein Widerstandsheizelement 21 untergebracht
ist, das über
einen Schalter 22 und einen Thermostat 23 an das
Stromnetz 3 angeschlossen ist.
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Der
untere Teil des Heißwasserbereiters 19 ist
zum Entnehmen von heißem
Wasser mit einem Magnetventil 24 verbunden, während an
seinen oberen Teil Hähne 25 angeschlossen
sind, über
die Wasserdampf entnommen werden kann. Es ist vorzugsweise ein Heißwasserbereiter 19 vorhanden,
dies ist jedoch für
die Umsetzung der vorliegenden Erfindung nicht unbedingt notwendig.
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Zur
Erläuterung
der Funktionsweise der beiden Abgabeeinheiten A und B (die miteinander
identisch, jedoch abgesehen von dem Anschluss an die unter Druck
stehende Kaltwasserquelle voneinander unabhängig sind) soll davon ausgegangen
werden, dass der Heißwasserbereiter 1 mit
Wasser gefüllt und
der Schalter 5 (sowie der Schalter 4) geschlossen
worden ist, so dass das Wasser, das sich in dem Heißwasserbereiter
befindet, mit Hilfe des Widerstandsheizelements 2 erhitzt
wird, bis die gewünschte,
von dem Thermostat 6 über
die Sonde 10 geregelte Temperatur erreicht wird. Wenn heißes Wasser
für einen
Espresso aus dem Heißwasserbereiter 1 entnommen
werden soll, wird das Magnetventil 7 geöffnet, und Wasser fließt durch
das Rohr 13 und die Leitung 14, durch die Kaffeeschicht 17 in
dem Filter 16 und durch die Abgabestutzen, mit denen die
Filterhaltevorrichtung 9 versehen ist, in die Tassen.
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Während ein
Espresso abgegeben wird, fließt
frisches kaltes Wasser in den Heißwasserbereiter und wird sehr
schnell erwärmt,
da dessen Volumen gering ist.
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Wie
bereits erwähnt
wurde, können
die verschiedenen Abgabeeinheiten, die zur Kaffeemaschine gehören, getrennt
voneinander betrieben und verwendet werden, d.h. die Temperatur
des Wassers in den Heißwasserbereitern 1 verschiedener
Abgabeeinheiten kann unterschiedlich sein. Diese Temperatur kann
gewählt
und manuell eingestellt werden, wenn es sich um einstellbare Thermostaten 6 handelt,
insbesondere wenn es sich um elektronische Thermostaten handelt,
bei denen die Temperatur mit einer Genauigkeit von einem Zehntelgrad
eingestellt werden kann.
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Es
sei angemerkt, dass das Vorhandensein des Heißwasserbereiters 19 (aus
dem Wasserdampf und heißes
Wasser entnommen werden kann) bevorzugt wird und dessen Betrieb
von dem Betrieb der Abgabeeinheiten A und B völlig unabhängig ist.
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Bei
der beschriebenen Kaffeemaschine lassen sich alle (oder nur ein
paar beziehungsweise nur eine der) Espressoabgabeeinheiten erwärmen und auf
der gewünschten
Temperatur halten, wodurch es natürlich zu einer Energieeinsparung
kommt, wenn nur eine beziehungsweise ein paar der Abgabeeinheiten
benutzt werden sollen. Es sei angemerkt, dass das Volumen der einzelnen
Heißwasserbereiter 1 zwar
gering ist, die gewünschte
Temperatur bei jedem Heißwasserbereiter 1 jedoch
recht schnell erreicht wird und somit der Benutzer, wenn er dies
für notwendig
erachtet, eine oder mehrere Abgabeeinheiten ausschalten und wenige
Minuten vor der Benutzung wieder einschalten kann.
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Dies
ist sehr wichtig im Vergleich dazu, was bei bekannten Kaffeemaschinen
passiert, die für
das Aufheizen mindestens eine Stunde benötigen, was dazu führt, dass
die meisten Benutzer von Kaffeemaschinen mit mehr als einer Abgabeeinheit
die Maschine über
Nacht angeschaltet lassen, was eine beträchtliche Energieverschwendung
mit sich bringt.
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Dadurch,
dass die Temperatur jeder Abgabeeinheit unabhängig von den anderen Einheiten
eingestellt werden kann, ist es möglich, die Extraktion des Kaffees
in Abhängigkeit
davon zu optimieren, ob eine oder zwei Tassen Kaffee abgegeben werden sollen.
Dieser Vorteil ist wichtig, da dieses Merkmal die Möglichkeit
eröffnet,
jede Abgabeeinheit der Maschine mit Kaffeemischungen zu benutzen,
die sehr unterschiedliche Eigenschaften haben. Es sei angemerkt, dass
dadurch, dass die Abgabeeinheiten A, B hinsichtlich der Erzeugung
von Wasserdampf von dem Heißwasserbereiter 19 unabhängig sind,
an den einzelnen Abgabeeinheiten oder am Heißwasserbereiter 19 auf
einfache Weise schnell Wartungsarbeiten durchgeführt werden können, ohne
dass die Maschine, wie dies derzeit der Fall ist, in die Reparaturwerkstatt
gebracht werden muss.
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Und
letztendlich ist zu erkennen, dass das Volumen des Heißwasserbereiters 19 (sofern
er sich in der Maschine befindet) wesentlich geringer ist als das
von Heißwasserbereitern
in bekannten Maschinen, bei denen sie theoretisch als Energiespeicher für die Abgabeeinheiten
fungieren und nicht nur Wasserdampf für Cappuccinos beziehungsweise
heißes Wasser
für Tees
erzeugen, wie dies bei der Maschine gemäß der vorliegenden Erfindung
der Fall ist.