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Espressomaschine
Die Erfindung bezieht sich auf eine Espressomaschine mit einem Brühwasserkessel, der einerseits an eine Wasserleitung und anderseits an einen oder an mehrere Ausgabezylinder angeschlossen ist, wobei letztere durch Frischwasser gekühlt sind, das dem Kessel danach zugeführt wird.
Zur Zubereitùng eines wohlschmeckenden Kaffeegetränkes ist es erforderlich, das verwendete Brüh- wasser beim Austreten aus der Brüharmatur auf einer dauernd gleichbleibenden und als passend erachteten Temperatur zu halten.
Mit Rücksicht auf den Umstand, dass bei durch längere Zeit in Betrieb befindlichen Maschinen dem Ausgabezylinder ständig Wärme zugeführt und der Hahnkörper sowie das in diesen eingelassene Brühwasser immer heisser wird, wurde versucht, den Hahnkörper mit Hilfe von Frischwasser an seiner Aussenseite zu kühlen und dadurch eine möglichst gleichbleibende Brühwassertemperatur zu erzielen. So wurde z. B. eine Mantelkühlung des unteren Zylinderendes vorgeschlagen, bei der die verbrauchte Kühlflüssigkeit in die Tropftasse der Maschine abgeleitet wird und daher verlorengeht. Es wurde auch der Vorschlag gemacht, eine Gegenstromkühlung anzuwenden und das auslaufende Kuhlwasser dem Brühwasserkessel zuzuführen.
Aber auch dieser Vorschlag brachte noch keine befriedigende Lösung, da im Gegenstrom nur das Brühwasserauslaufrohr und damit das Brühwasser gekühlt werden kann, auf die Temperatur des Hahnkörpers selbst jedoch nicht Einfluss genommen wird.
Ziel der Erfindung ist es nun, die aufgezeigten Mängel zu vermeiden und eine genau auf den jeweiligen Betrieb abgestimmte, verlässliche Kühlung des Hahnkörpers und damit die Einhaltung einer möglichst gleichbleibenden Temperatur des zur Zubereitung eines wohlschmeckenden Kaffeegetränkes verwendeten Brühwassers zu gewährleisten.
Erreicht wird dies erfindungsgemäss vor allem dadurch, dass zur Dosierung des Kühlwassers für jeden Zylinder ein in Abhängigkeit vom Kolbenhub gesteuertes Absperrorgan vorgesehen ist.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung'ist das Absperrorgan oberhalb eines im Halse des Hahnkörpers ausgesparten Hohlraumes angeordnet.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist bei einer Espressomaschine, bei der zur Bewegung des Kolbens ein vom Leitungswasser beaufschlagter, in einem Hilfszylinder gleitender Servokolben vorgesehen ist, der Hohlraum des Halses über eine Leitung an die Speiseleitung zumindest für den unteren Zylinderraum des Hilfszylinders angeschlossen.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden im folgenden an Hand von drei in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Darin zeigt Fig. 1 im Längsschnitt die schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform, Fig. 2 eine zweite Ausführungsform und Fig. 3 eine dritte Ausführungsform, wobei sich die Darstellung auf den oberen Teil des Hahnes erstreckt.
In sämtlichen Ausführungsbeispielen ist ein Hahnzylinder 1 seitlich an einen Brühwasserkessel 2 angesetzt. Gemäss Fig. 1 ist ein im unteren Teil des Zylinderraumes 3 verschiebbarer Kolben 5 durch eine Kolbenstange 6 mit einem Kolben 4 eines Servozylinders 12 fest verbunden. Die Kolbenstange 6 ist weiters mit einem mit dem Kolben 5 zusammenwirkenden Absperrventil 7 verbunden, welches als Absperrorgan zwischen dem oberen und unteren Zylinderraum dient. Die beiden Kolben 4 und 5 befinden sich in der unteren Endlage. An dem Zylinderraum 3 ist ein in den Brühwasserkessel 2 ragendes Tauchrohr 8 angeschlossen.
Ein von einem Schalter 17 gesteuerter Elektromotor 14 treibt eine an eine Wasserleitung angeschlossene Pumpe 15 an, wobei die Druckleitung der Pumpe 15 an den Zylinderraum eines hydraulischen
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Servozylinders 16 für den Schalter 17 und in weiterer Folge an eine Ventilsteuerung 18 angeschlossen ist, welche die Druckflüssigkeit je nach Erfordernis in einen der vom Kolben 4 getrennten Räume des Servozylinders 12 leitet. Zur Betätigung der Ventilsteuerung 18 ist weiters ein unter der Wirkung einer Feder 22 stehender Druckknopf 20 vorgesehen, der am Servozylinder 12 in der Einhakstellung einrastet und aus dieser Stellung durch einen im oberen Teil des Zylinders 12 angeordneten, unter Federdruck stehenden Teller 21, an den der obere Teil der Kolbenstange 6 anstösst, gelöst werden kann.
Die von der Ventilsteuerung 18 kommenden Entleerungsleitungen führen über ein Regelventil 13 in einen Hohlraum 23 des Anschlussstutzens 30, so dass die austretende Druckflüssigkeit weiters in den Brühwasserkessel 2 gelangt.
Die beschriebene Maschine arbeitet folgendermassen : Der Druckknopf 20 wird unter Überwindung der Spannung der Feder 22 niedergedrückt, bis er durch Einklinken am Servozylil1der 12 festgelegt ist. Hiedurch wird der Schalter 17 geschlossen und der Motor 14 in Gang gesetzt. Die Pumpe 15 beginnt zu arbeiten, wobei Druckflüssigkeit in den Zylinderraum unter dem Kolben 4 gelangt und diesen sowie den damit verbundenen Kolben 5 anhebt. Während des Hubes fliesst die vorgesehene Portion Brühwasser in den Zylinderraum unter dem Kolben 5. Kurz bevor die beiden Kolben 4 und 5 in ihre obere Endlage gelangt sind, stösst das obere Ende der Kolbenstange 6 den Federteller 21 nach oben, wodurch der Druckknopf 20 wieder ausklinkt und die Ventilsteuerung 18 umgeschaltet wird.
Die Druckflüssigkeit dringt in den Zylinderraum über dem Kolben 4 ein und die Kolben 4 und 5 senken sich wieder in ihre untere Endlage, wobei das heisse Brühwasser nach unten durch das nicht dargestellte, das Kaffeepulver enthaltende Sieb ausgestossen wird. Beim Abwärtsgang der Kolben gelangt gleichzeitig die unter dem Kolben 4 befindliche Druckflüssigkeit durch die Leitung 24 über das Regelventil 13 in den Hohlraum 23 des Anschlussstutzens 30 und bewirkt während des Durchganges eine entsprechende Abkühlung des durch das Brühwasser erhitzten Hahnkörpers. Durch eine entsprechende Wahl des Verhältnisses, in dem der Durchmesser d des Servozylinders zum Durchmesser D des Innenraumes des Hahnzylinders steht (d = 0, 7 D), lässt sich erreichen, dass die Wassermenge, die nach jeder Entnahme von Brühwasser dem Kessel zufliesst, gleich der entnommenen Menge ist.
Die Ausführungsform gemäss Fig. 2 unterscheidet sich von der in Fig. 1 dargestellten dadurch, dass der Arbeitshub des Hahnkolbens 5 von einer Schraubenfeder 29 bewirkt wird und der Kolben 4 des Servoantriebes leaiglich das Anheben des Hahnkolbens 5 und das gleichzeitige Zusammendrücken der Feder 29 herbeiführt. In diesem Falle ist die Förderleistung der beiden Kolben 4 und 5 gleich und demnach auch ihr Durchmesser gleich gross ausgeführt.
Ein Vergleich der beiden Ausführungsformen ergibt, dass die ausgestossene Bnlllwassermenge in beiden Fällen gleich bleibt, obwohl bei einer Maschine mit nicht federbelastetem Hahnkolben insbesondere ihre Höhe kleiner bemessen werden kann.
Erhalten daher die Ausführungsformen gemäss Fig. 1 und 2 gleiche Hahnabmessungen, dann kann der Maschine gemäss Fig. 1 bei jedem Arbeitshub des Hahnkolbens eine entsprechend grössere Brühwassermenge entnommen werden.
In Fig. 3 ist der obere Teil eines handbetätigten Ausgabehahnes dargestellt, bei welchem der Hohlraum 23 im Hals des Hahnkörpers einerseits mit einem Zuleitungsrohr 24 einer Druckwasserleitung in Verbindung steht und anderseits an den Brühwasserkessel angeschlossen ist. Zur Stauung des Kühlwassers im Hohlraum 23 des Halses ist eine in ihrer Höhe verstellbare Wand 27 angeordnet. In die Frischwasserzuführungsleitung ist ein Drosselventil 25 und ein Absperrventil 26 eingesetzt, welch letzteres vom Hahnkolben in Abhängigkeit von seiner Lage gesteuert wird. Das Ventil 26 lässt bei jedem Kolbenhub eine gewisse Frischwassermenge in den Brühwasserkessel 2 eintreten, wobei infolge der grossen Oberfläche der Innenwand des Hohlraumes 23 eine intensive Vorwärmung der dem Kessel 2 jeweils zugeführten Wasser- n. ; : mge erzielt wird.
Diese Vorwärmung wird noch dadurch wesentlich unterstützt, dass ein Teil der zugeführten Frischwassermenge während eines gewissen Zeitraumes im Hohlraum 23 durch die Wand 27 zurückgehalten wird.
Obwohl nur die Ausführungsform gemäss Fig. 3 eine verstellbare Wand 27 aufweist, können natürlich auch alle übrigen, im Rahmen der Erfindung gelegenen Espressomaschinen, zur genaueren Temperaturregelung des Brühwassers, mit einer solchen Wand im Hohlraum 23 versehen sein.
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