<Desc/Clms Page number 1>
Selbsttätig arbeitende Kaffeemaschine
Die Erfindung bezieht sich auf eine selbsttätig arbeitende Kaffeemaschine, die an eine Frischwasserleitung angeschlossen ist und bei welcher mehrere zur Aufnahme des Kaffeepulvers bestimmte Behälter auf mindestenseiner durch eine Antriebsvorrichtung in einer Richtung schrittweise drehbaren Scheibe angeordnet sind, wobei eine Dosiervorrichtung zum Einfüllen des Kaffeepulvers in die Behälter, mindestens eine mit Brühwasser gespeiste Ausgabevorrichtung sowie eine handbetätigte Steuervorrichtungvorgesehen sind.
Es ist bereits eine Ausführung dieser Art bekannt, bei welcher die Antriebsvorrichtung zur schrittweisen Drehung der Scheibe, auf welcher die zur Aufnahme des Kaffeepulvers bestimmten Behälter angeordnet sind, einen Elektromotor aufweist, der die Scheibe liber ein entsprechendes Getriebe jeweils um einen Schritt weiterbewegt. Der Elektromotor treibt gleichzeitig eine Nockenwelle an, durch die hydraulische Ventile zur Steuerung des Ausgabehahnes und ein elektrischer Schalter, der einen weiteren Elektromotor zum Antrieb der Dosiervorrichtung steuert, betätigt werden. Nachteilig bei dieser Ausführung ist, dass zum Betrieb der Kaffeemaschinesowohl Druckwasserals auch elektrischer Strom erforderlich ist, wodurch sich ein umständlicher und daher teuerer Aufbau, insbesondere der Steuereinrichtungen ergibt.
Aus diesem Grunde konnten sich die Kaffeemaschinen dieser Bauart auch bisher nicht durchsetzen.
Es sind weiterhin Kaffeemaschinen bekannt, bei welchen die Betätigung der schrittweise drehbaren Scheibe von Hand aus erfolgt. Die hiezu dienende Antriebsvorrichtung wird bei einer dieser bekannten Ausführungen mittels eines eigenen Handhebels betätigt, der über ein Getriebe mit der Scheibe zusammenarbeitet. Die zum Einfüllen des Kaffeepulvers in die Behälter, zum Entleeren derselben und zur Steuerung des Ausgabehahnes dienenden Vorrichtungen werden hiebei getrennt und ebenfalls von Hand aus betätigt. Bei einerweiteren von Hand aus betätigten bekannten Ausführung besitzt die Antriebsvorrichtung der Scheibe ein in einer Drebrichtung sperrendes Getriebe, das über ein Gestänge mit dem zur Steuerung des Brühwasserzuflusses zur Ausgabevorrichtung dienenden Handhebel antriebsverbunden ist.
Beim Verschwenken dieses Handhebels wird dadurch zugleich auch die Scheibe jeweils um einen Schritt weiterbewegt. Es handelt sich somit auch hier um keine selbsttätig arbeitende Kaffeemaschine. Die Bedienung der zuletztgenannten Maschine ist wesentlich komplizierter als die einer selbsttätig arbeitenden. Ausserdem ist ein relativ grosser Kraftaufwand erforderlich.
Demgegenüber bezweckt die Erfindung die Schaffung einer vollkommen selbsttätig arbeitenden, einfachen und betriebssicheren Kaffeemaschine, die ausserdem keine grossen Anforderungen an den Antrieb stellt, so dass sie überall verwendet werden kann.
Die Erfindung besteht darin, dass die Antriebsvorrichtung einen in einem Zylinder verschiebbar gelagerten Differentialkolben besitzt, dessen kleinere Stirnfläche ständig unter dem Druck des Frischwassers steht, wogegen der der grösseren Stirnfläche des Kolbens zugeordnete Zylinderraum über die Steuervorrichtung und ein Rückschlagventil mit der Frischwasserleitung verbunden und durch ein einstellbares, in eine Abzweigungsleitungeingeschaltetes Ventil an einen Ablauf angeschlossen ist. Bei der Kaffeemaschi- ne nach der Erfindung wird somit die Antriebsvorrichtung in einfacher Weise hydraulisch unter Verwendung des Frischwasserdruckes betätigt. Durch die beidseitige Beaufschlagung des Differentialkolbens der Antriebsvorrichtung mit Druckwasser werden nur geringe Anforderungen an die Abdichtung gestellt.
Ausserdem kann eine gegen Störungen anfällige Rückstellfeder entfallen. Die Vorteile der Erfindung liegen daher nicht nur in einer Vereinfachung der Kaffeemaschine und in einer Verbilligung ihrer Herstellung, sondern auch in einer wesentlichen Erhöhung der Betriebssicherheit.
<Desc/Clms Page number 2>
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann der Differentialkolben mit ausserhalb des Zylinders liegenden Anschlägen versehen sein, von denen der eine Anschlag das den Hilfszylinder, der der Ausgabe-
EMI2.1
leitung verbindende Ventil, der andere Anschlag hingegen das Ablaufventil dieses Hilfszylinders steuert.
Dadurch wird eine weitere Vereinfachung der Steuerung der Kaffeemaschine erzielt, wobei die Ausgabevorrichtung unmittelbar abhängig von der jeweiligen Stellung der Scheibe betätigt wird, so dass sich eine weitere Erhöhung der Betriebssicherheit ergibt.
Weitere Vorteile der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen, in welcher ein Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnung näher erläutert ist. Fig. 1 zeigt schematisch eine Seitenansicht der Kaffeemaschine nach der Erfindung und Fig. 2 dazu einen Schnitt nach der Linie li-lI in Fig. 1.
In Fig. 3 ist schliesslich ein Schaltschema der erfindungsgemässen Kaffeemaschine dargestellt.
Die Kaffeemaschine weist ein Gestell auf, in welchem eine Scheibe 10 um eine senkrechte Achse drehbar angeordnet ist. Diese Scheibe besitzt vier gleichmässig über ihren Umfang verteilt angeordnete, durchgehende, zylindrische Bohrungen, die in Fig. 2 mit 21, 22,23 und 24 bezeichnet sind. In jeder dieser Bohrungen ist eine Büchse 25 axial verschiebbar angeordnet, deren Innenraum nach unten zu erweitert ist. Die Achsen der Buchsen 25 liegen parallel zur Achse der Scheibe 10, wobei die Achse der Bohrung 21 in der in Fig. 2 gezeichneten Stellung mit der Achse 11 des Abfilllstutzens einer Dosiervorrichtung 9 und die Achse der Bohrung 22 mit der Achse 12 der Ausgabevorrichtung 13, die beide oberhalb der Scheibe 10 angeordnet sind, zusammenfällt.
Die vorteilhaft in der hiezuerweitert ausgebildetenWand des Kessels 29 angeordnete Ausgabevorrichtung 13 weist in ihrem unteren Teil einen nach aussen vorspringenden Ansatz M auf, der den Rand der Scheibe 10 umgreift und eine sektorförmige, unterhalb der Scheibe 10 angeordnete Platte 15 trägt, auf welcher die BUchsen 25 von der in Fig. 2 durch die Achse 11 angedeuteten Stellung bis zur Ausgabestellung mit der Achse 12 gleiten. Konzentrisch mit der Scheibe 10 ist em mit dieser fest verbundenes Zahnrad 16 angeordnet, das mit einer an einem drehbaren, mit dem Zahnrad 16 koaxialen Ring 18 angebrachten Klinke 17 zusammenwirkt, wobei der Ring 18 über ein Gestänge 19 an dem Ende der Kolbenstange 33 des Differentialkolbens 40 eines hydraulischen Zylinders 3 angelenkt ist, dessen Achse parallel zur Ebene der Scheibe 10 liegt.
Die Dosiervorrichtung 9 wird über einen im hydraulischen Hilfszylinder 2 gleitenden Kolben 47 (s. Fig. 3) betätigt, dessen Achse zur Ebene, in welcher die Scheibe. 10 liegt, parallel angeordnet ist.
EMI2.2
Feder 46.
Jede Buchse 25 bildet zusammen mit der sektorförmigen Platte 15 einen zur Aufnahme des Kaffeepulvers bestimmten Behälter. Die Platte 15 weist koaxial mit der Achse 12 einen Ansatz 7 auf, der einen zylindrischen Hohlraum 7' (s. Fig. 3) umschliesst und am Boden eine durchgehende Bohrung 28 besitzt. Im Hohlraum 7'ist ein hohler Kolben 29'dichtend geführt, dessen Innenraum nach oben zu durch ein zum Anlegen an die BUchsen 25 bestimmtes Sieb 30'abgeschlossen und nach unten zu mit einer in der Bohrung 28 dichtend geführten, durchbohrten Kolbenstange 31 versehen ist.
Der Hohlraum 7'steht, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, aber ein unter der Kraft einer Rückstellfeder 20 geschlossenes, unter Einwirkung eines in einem hydraulischen Hilfszylinder 6'gleitenden Kolbens 6 zu öffnendes Ventil 30 mit dem Wasserraum des Kessels 29 in Verbindung. Die ZuftHmungsleitung 32 des erhitzten Brühwassers zum Hohlraum 7'weist nach dem Ventil 30 eine in der Ausgabevorrichtung 13 ausgesparte Abzweigung 39 auf, die in Richtung der Achse 12 mit einer Öffnung 34 in der unteren Stirnseite der Ausgabevorrichtung 13 mündet. Diese untere Stirnseite liegt dem Hohlraum 7'gegentiber und ist mit dem Sieb 35 Überdeckt, wobei zwischen dieser Stirnseite und der darunter befindlichen, sektorförmigen Pla- te 15 die drehbare Scheibe 10 gleitet.
Die Leitung 32 steht auch noch mit einem durch ein Ventil 37 gesteuerten Ablauf 36 in Verbindung.
EMI2.3
beiden Ventile schliesst, sobald das andere geöffnet wird und umgekehrt.
Die immer in gleicher Richtung (in der Zeichnung, Fig. 2, im Uhrzeigersinn) jeweils um einen ScMtt weiterbewegte Scheibe 10 wird von einem im hydraulischen Zylinder 3 gleitenden Differentialkolben 40 gedreht. Der Differentialkolben 40 betätigt durch zwei am herausragenden Ende der Kolbenstange 33 befestigte Anschläge 38 bzw. 50 die beiden Ventile 4 und 5, wobei das Ventil 4 die Leitung des Druckwassen zum hydraulischen Zylinder 6', in welchem der Kolben 6 gleitet, das Ventil 5 den Ablauf dieses Zylinders steuert.
<Desc/Clms Page number 3>
Die Steuervorrichtung l der Kaffeemaschine weist ein in Ruhelage geschlossenes Speisungsventil 42 und ein in Ruhelage offenes Ablaufventil43 auf. Durch Verschwenken des Hebels 44 gegen die Kraft der Rückstellfeder 45 lässt sich der Hebel 44 in eine Klinke 45'einhängen. In dieser Stellung (Fig. 3) ist das
EMI3.1
B.telbar den Kessel 29 sowie die die kleinere Querscbnittsfläche besitzende Kammer 3'des Zylinders 3 und durch das Ventil 4 die Kammer des die Ausgabe steuernden Zylinders 6'.
Dieselbe Druckwasserquelle speist gleichzeitig die Steuervorrichtung 1, die über das Ventil 42 die Quelle 41 mit folgenden Enrichtungen verbindet : a) Mit der Kammer des der Dosiervorrichtung 9 zugeordneten Zylinders 2, die auf der der Rilckstellfeder 46 abgewendeten Seite des Kòlbens 47 liegt ; b) mit der Kammer des Zylinders 53, die auf der der Rückstellfeder 51 abgewendeten Stirnseite des Kolbens 52 liegt, wobei der Kolben 52 mit einem Stempel 59 versehen und derart angeordnet ist, dass seine Achse mit der Achse derjenigen Bohrung der Scheibe 10 zusammenfällt, die sich in der Stellung der Bohrung 23 in Fig. 2 befindet ;
c) über ein Rückschlagventil 8 mit dem die grössere Querschnittsfläche besitzenden Zylinderraum 3" des Zylinders 3, wobei dieses Rückschlagventil durch eine mit einem verstellbaren Ablaufventil 57 versehene Leitung überbrückt ist.
In der Stellung, in welcher sich in Fig. 2 die Bohrung 21 der Scheibe 10 befindet, ist ausser der Dosiervorrichtung 9 ein schwingender, mit einem Kopf 54 versehener Arm vorgesehen, der durch die Anziehungskraft eines Elektromagneten 55 in Pfeilrichtung derart bewegt wird, dass die Achse des Kopfes 54 mit der Achse der Bohrung 21 zusammenfällt. Dies geschieht dadurch, dass die Wicklung des Elektromagneten 55 durch kurzzeitiges Schliessen des Kontaktes 56 mit Hilfe des Anschlages 38 in einen Stromkreis geschaltet wird, sobald der Differentialkolben 40 seine Bewegung, in Fig. 3 nach links, beginnt.
Mit der Kolbenstange des Kolbens 6 ist schliesslich noch ein Anschlag 58 fest verbunden, der auf die Klinke 45'einwirkt und den Hebel 44 nach erfolgter Öffnung des Ventils 30 ausklinkt.
Die Wirkungsweise der Kaffeemaschine ist wie folgt : Wird der Hebel 44 gegen die Kraft der Rückstellfeder 45 in PfeiLrichtung in die in Fig. 3 gezeichnete Lage verschwenkt, so wird das Ablaufventil 43 geschlossen und das Ventil 42 geöffnet. Durch das offene Ventil 42 dringt das Frischwasser mit z. B. 7 at" Druck in die Kammer des hydraulischen Zylinders 2 ein und verschiebt den Kolben 47 gegen die Kraft der Rückstellfeder 46. Einer der nicht dargestellten Sektoren der Dosiervorrichtung 9 verschiebt sich dabei gegenüber der Ablauföffnung und eine Kaffeedosis fällt in den koaxial zur Achse 11 des Abfüllstutzens der Dosiervorrichtung 9 stehenden Behälter. Gleichzeitig strömt das Wasser in die Kammer des Zylinders 53 und bewegt dessen Kolben 52 gegen die Kraft der Feder 51. Die Scheibe 10 wird dadurch frei.
Sobald der Kolben47 des Hilfszylinders 2 das Ende seines Hubes erreicht hat, gelangt durch das Rückschlagventil 8 Wasser in den Zylinderraum 3"mit grösserer Querschnittsfläche des Zylinders 3, überwindet die in der Kammer 3'mit kleinerer Querschnittsfläche desselben Zylinders vom Wasserdruck auf den Differentialkolben 40 ausgeübte Kraft und setzt diesen in Bewegung. Dabei schliesst der Anschlag 38 bei seiner Bewegung (in Fig. 3 nach links) kurzzeitig den Kontakt 56 des Elektromagneten 55, der den Druckkopf 54 betätigt, welcher unter Einwirkung seiner Rückstellfeder in seine ursprüngliche Stellung zurückkehrt.
Am Ende seiner Bewegung in der Zeichnung nach links hat der Differentialkolben 40 die Scheibe 10 so weit gedreht, dass der mit Kaffeepulver gefüllte Behälter unter dichtendem Gleiten auf der ebenen, sektorförmigen Platte 15 in die Ausgabestellung mit der Achse 12 gelangt. In Fig. 2 befindet sich die Bohrung 22 der Scheibe 10 in dieser Stellung. Der am Kolben 40 des Zylinders 3 angebrachte Anschlag 38 öffnet nun das Ventil 4, wobei das Ablaufventil 5 geschlossen ist. Das Druckwasser wirkt somit über das Ventil 4 auf den Kolben 6, verschiebt diesen gegen die Kraft der Feder 20 und öffnet das Ventil 30, während gleichzeitig das Ventil 37 und damit der Ablauf 36 geschlossen wird und der Anschlag 58 den Hebel 44 aus der Klinke 45'ausklinkt.
Der Hebel 44 geht dabei infolge der Kraft der Feder 45 unter Unterbrechung der Druckwasserspeisung der hydraulischen Zylinder 2 und 53 und der zum Rückschlagventil 8 führenden Leitung selbsttätig in seine Ruhelage zurück.
EMI3.2
ben 29'an, bis dieser sich gegen die das Kaffeepulver enthaltende Büchse 25. die sich gerade in der Ausgabestellung befindet (in der Fig. 2 die in die Bohrung 22 eingesetzte Büchse), anlegt und diese gegen die flache Stirnseite der Ausgabevorrichtung 13 drückt, an welcher eine Dichtung 26 angebracht ist.
Sobald dieser Vorgang beendet ist, herrscht ein Druck von etwa 7 at in der Leitung 32 und das Brühwasser fliesst
<Desc/Clms Page number 4>
über die Leitung 39, die Öffnung 34 und das Sieb 35 durch das in dem in dieser Stellung befindlichen Behälter enthaltende Kaffeepulver. Dabei erfolgt die Ausgabe des Getränkes. Durch das einstellbare Ven-
EMI4.1
ist inzwischenlinders 3 unter der Einwirkung des in der Kammer 3'mit kleinerer Querschnittsfläche herrschenden Drukkes allmählich ausgelaufen und der Differentialkolben 40 in die Ausgangsstellung zurückgekehrt. Die Geschwindigkeit, mit welcher der Differentialkolben 40 in seine Ruhelage zurückkehrt, kann durch entsprechende Einstellung des Ventils 57 in weiten Grenzen verändert werden.
Auf diese Weise kann die Zeit, über welche das Ventil 30 geöffnet ist, beliebig gewählt werden, wodurch auch die Menge der ausgepressten Kaffeeportion bestimmt ist. Zu Beginn der Zurückbewegung des Kolbens 40 hat der Anschlag 38 das Ventil 4 geschlossen, wodurch die Zuführung von Druckwasser in den Zylinder 6'unterbrochen wurde.
Der Anschlag 50 hingegen öffnet am Ende des Hubes des Kolbens 40 das Ventil 5 und verbindet den Zylinder 6' über das offene Ventil 5 mit der Auslassöffnung. Die Feder 20 schliesst das Ventil 30 und die Ausgabe des Getränkes hört auf.
Das über dem Kaffeepulver vorhandene Wasser läuft durch das offene Ventil 37 und den. Ablauf 36 ab. Somitwird der im Behälter inder Ausgabestellung enthaltene Bodensatz getrocknet und der Kolben 29' mit dem Sieb 30'sinkt. Soll nun eine neue Portion Kaffee zubereitet werden, so wird der Hebel 44 wieder verschwenkt und die vorbeschriebenen Vorgänge wiederholen sich. Der Stempel 59 hebt sich sofort wieder aus der Büchse, die sich in der entsprechenden Stellung (in Fig. 2 Stellung der Bohrung 23) befindet, und gibt die Scheibe 10 frei, die eine Drehung um 900 ausführt. Infolgedessen wird die den Bodensatz enthaltende Büchse 25 aus der Ausgabestellung in die dem Stempel 59 entsprechende Stellung verschoben, die bereits ausserhalb des Bereiches der Platte 15 liegt.
Der Bodensatz fällt in dieser Stellung aus der Büchse heraus, was durch die Erweiterung der Büchse nach unten zu erleichtert wird. Falls der Bodensatz dabei nicht zur Gänze herausfallen sollte, erfolgt dessen Entfernung bei der nachfolgenden Senkung des Stempels 59 unter der Wirkung der Feder 51 bei geschlossenem Ventil 42.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Selbsttätig arbeitende Kaffeemaschine, die an eine Frischwasserleitung angeschlossen ist und bei welcher mehrere zur Aufnahme des Kaffeepulvers bestimmte Behälter auf mindestens einer durch eine Antriebsvorrichtung in einer Richtung schrittweise drehbaren Scheibe angeordnet sind, wobei eine Dosiervor- richtung zum Einfüllen des Kaffeepulvers in die Behälter, mindestens eine mit Brühwasser gespeiste AUsgabevorrichtung sowie eine handbetätigte Steuervorrichtung vorgesehen.
sind, dadurch gekennzeichnet,
EMI4.2
besitzt, dessen kleinere Stirnfläche ständig unter dem Druck des Frischwaseis steht, wogegen der der grösseren Stirnfläche des Kolbens (40) zugeordnete Zylinderraum (3") über die Steuervorrichtung (l) und ein Rtickschlagventii (8) mit der Frischwasserleitung (41) verbunden und durch ein einstellbares, in eine Abzweigungsleitung eingeschaltetes Ventil (57) an einen Ablauf angeschlossen ist.