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Maschine zum selbsttätigen Zubereiten von Kaffeeaufgüssen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Maschine zum selbsttätigen Zubereiten von Kaffeeaufgüssen, mit einem an einen Heisswasserkessel und an eine Druckluftquelle anschliessbaren verschiebbaren Deckel, der auf das mit dem Kaffeepulver gefüllte Filter dicht aufsetzbar ist, und mit einer Hauptsteuerwelle, die mittels einer Anzahl von Kurvenscheiben unter Zwischenschaltung von Hebelgestängen sämtliche
Arbeitsvorgänge der Maschine steuert.
Die bekannten Maschinen dieser Art sind durchwegs als Grossmaschinen für Bars, Espressos od. dgl. entwickelt worden und kommen auf Grund ihres äusserst komplizierten konstruktiven Aufbaues als Haushaltsmaschinennichtin Betracht.
Ziel der Erfindung ist nun die Schaffung einer möglichst einfachen, wirtschaftlichen und völlig betriebssicher arbeitenden, vollautomatischen Haushaltsmaschine, die sich zum Zubereiten von Kaffeeaufgüssen in kleinen Mengen eignet und die, trotz geringer Herstellungskosten, alle Vorteile der angeführten bekannten Grossmaschinen aufweist.
Erreicht wird dies erfindungsgemäss dadurch, dass der Deckel der Armatur über einen Schlauch mit dem Innenraum eines im wesentlichen T-förmigen Steuerorgans in Verbindung steht, das unter der Wirkung einer Kurvenscheibe bzw. einer Feder aus einer mittleren Ruhelage in beiden Richtungen entlang seiner Hauptachse zwischen zwei ortsfest und achsgleich angeordneten Anschlüssen verschiebbar ist, von denen der eine mit einem Ventil versehen und mit dem Heiss wasserkessel verbunden ist, wogegen der andere an die Druckluftquelle angeschlossen ist, so dass einmal das eine und das andere Mal das andere Ende des Steuerorgans mit dem entsprechenden, gegenüberliegenden Anschluss in dichten Eingriff kommt, und dass in dem mit den Enden des Steuerorgans durch Bohrungen in Verbindung stehenden Innenraum ein mit zwei Dichtflächen versehener Ventilkörper verschiebbar gelagert ist,
der durch eine auf ihn einwirkende Kraft normalerweise die zu jenem Ende führende Bohrung verschliesst, das dem Anschluss zur Zuleitung des Heisswassers gegenüberliegt, wogegen er die Bohrung zum andern Ende nur dann verschliesst, wenn das Ende mit dem Anschluss in Eingriff steht und er unter Überwindung der normalerweise auf ihn einwirkenden Kraft durch den Druck des Heisswasser verschoben wird.
Nach weiteren Merkmalen der Erfindung können das Steuerorgan und die Anschlüsse auf einer lotrechten Achse liegen und der Ventilkörper im Inneren des Steuerorgans in der mittleren Ruhelage desselben nur unter der Einwirkung der Schwerkraft stehen. Das Ventil im Heisswasseranschluss kann unter der Wirkung einer Feder in die Schliessstellung bringbar und mit einem in die Mündung des Anschlusses hineinragenden Stössel versehen sein, der durch das Ende des Steuerorgans, wenn das Ende in den Anschluss eingreift, zum Öffnen des Ventils verschiebbal ist.
Die. Erfindung wird im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispieles, welches in der Zeichnung dargestellt ist, näher erläutert. In dieser zeigen Fig. 1 die Maschine mit ihren wichtigsten Teilen, in Seitenansicht, Fig. 2 eine Vorderansicht der Maschine, wobei die Dosiervorrichtung und die zugehörigen Steuerungsorgane entfernt sind, Fig. 3 eine Draufsicht auf die Maschine ohne Filterträger, Fig. 4 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, des Filterträgers und der mit ihm zusammenwirkenden Organe, Fig. 5 eine Vorderansicht, teilweise im Schnitt, der die Drehung des Filterträgers steuernden Kurvenscheibe und der Vorrichtung zum Reinigen der Filter, Fig. 6 eine Vorderansicht der Kurvenscheibe und
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Das Steuerorgan (Fig. 7), welches den Deckel 10 abwechselnd mit Heisswasser und Druckluft belie- fert, ist zwischen zwei, an den Enden eines U-förmigen, am Maschinengestell befestigten Bügels 51 an- gebrachten Anschlüssen 43 und 49 verschiebbar angeordnet, Der nach oben gerichtete Auslass des Anschlusses 43 wird normalerweise durch ein unter der Wirkung einer Feder 45 stehend es Ventil 44 geschlossen gehalten, wo- bei am Ventilteller ein Stössel 46 angebracht ist, der die Bohrung des Anschlusskörpers durchdringt und bis in die Auslassöffnung hineinragt, welchedurch einen, mittels einer Kappe gehaltenen Dichtungsring 47 gebildet wird. An den Anschluss 43 ist eine, zum Heisswasserkessel 43 führende Leitung 12 angeschlossen.
Der obere, achsgleich zum Anschluss 43 liegende Anschluss 49 ist mittels einer Leitung 48 mit dem
Verdichter verbunden. Der nach unten gerichtete Auslass dieses Anschlusses 49 wird ebenfalls durch einen von einer Kappe gehaltenen Dichtungsring 50 gebildet und hat kein Ventil. Das eigentliche Steuerorgan besteht aus einem länglichen Zylinder, der in Lagern 52,53 des Bügels 51 axial verschiebbar gelagert ist. Dieser Zylinder besitzt einen Hohlraum 54, in dessen unterem Teil mit kreisförmigem Querschnitt ein Ventilkörper 55 verschiebbar angeordnet ist, welcher an seinen Enden Dichtungen 56 und 57 trägt,
Die Querschnitte des Körpers 55 und der Dichtungen 56, 57 (s. Fig. 9) sind derart bemessen, dass ein freier
Wasserdurchfluss längs des Körpers 55 möglich ist.
Der Ventilkörper 55 mit den Dichtungen 56,57 wirkt mit entsprechenden Sitzen an den entgegenge- setzten Enden des Hohlraumes 54 zusammen. Die Ventilsitze stehen mit Bohrungen im Zylinder in Ver- bindung, welche an den Enden von Ansätzen 58,59 mit geringeren Durchmessern nach aussen münden.
Diese beiden entgegengesetzten Ansätze 58,59 liegen den Dichtungsringen 47,50 der beiden Anschlüsse 43 und 49 gegenüber. Der Hohlraum 54 des Zylinders steht mit einem, am Anschluss 60 angeschlosse- nen Schlauch 61 in Verbindung, dessen anderes Ende an den Deckel 10 angeschlossen ist. Gewöhnlich befindet sich der Zylinder'mit dem Ventilkörper 55 in der, in Fig. 7 dargestellten mittleren Lage, in welcher er durch eine Gabel 62 gehalten wird. Diese ist der Wirkung einer am Maschinengestell verankerten Feder 63 ausgesetzt.
Die Gabel 62 bildet das Ende eines gebogenen Hebels 64, der um den Zapfen 65 an einem Ende schwenkbar ist. Am Hebel 64 ist eine Rolle 64a angebracht, mittels welcher er am Umfang einer auf der Hauptsteuerwelle 67 der Maschine sitzenden Kurvenscheibe 66 anliegt. Letztere weist eine Nase 66a, einen Kreisabschnitt 66b mit grösserem Radius und einen Kreisabschnitt 66c mit kleinerem Radius auf.
Die Maschine wird durch einen Elektro- bzw. hydraulischen Motor 68 (Fig. 3) angetrieben, dem ein Untersetzungsgetriebe 69 zugeordnet ist. Dieses treibt einen Verdichter 70 und die Hauptsteuerwelle 67 an, welche an ihrem andern Ende in einem Wälzlager 73 gelagert ist. Ausser der Kurvenscheibe 66 sind an der Welle 67 noch drei weitere Kurvenscheiben befestigt. Die erste dieser Kurvenscheiben 74 (s. Fig. l, 3 und 4) weist auf einer Seite eine stirnseitige Profilfläche 75 auf, mit welcher eine Rolle 76 zusammenwirkt, die am Ende eines am unteren Ende des Zapfens 31 befestigten Armes angebracht ist, um die Dosiervorrichtung zu steuern (Fig. 1). Auf der entgegengesetzten Stirnseite weist die Scheibe 74 ein Profil 77 auf, mit dem eine Rolle 78 zusammenwirkt, die an einem Arm 79 drehbar angebracht ist.
Der Arm 79 ist am Ende eines waagrechten Zapfens 80 befestigt, welcher am andern Ende einen Arm 81 trägt, der gelenkig mit dem Stab 24 zur Verschwenkung des Deckels 10 verbunden ist.
Die folgende Kurvenscheibe 82 verschwenkt über eine Rolle 83 einen Hebel 84, der an einem im Maschinengestell drehbar gelagerten Zapfen 85 befestigt ist und einen kurzen Arm 86 trägt, dessen etwas gebogenes Ende über der Rolle 18 liegt, die in der Gabel der Stange 17 gelagert ist. Die Drehung der Kurvenscheibe 82 bewirkt auf diese Weise ein periodisches Verschieben (etwa einmal je halber Umdrehung der Welle 67) der Stange 17 und damit des Deckels 10 in senkrechter Richtung.
Schliesslich ist eine. Scheibe 87 (s. Fig. 5) vorgesehen, an deren Umfang ein Nocken 88 angebracht ist, mit dem eine Rolle 89 zusammenwirkt, die am Ende eines der beiden Arme eines um den Zapfen 91 schwenkbaren doppelarmigen Hebels 90 drehbar gelagert ist. Das Ende 90a des andern Armes dieses He-. bels wirkt mit einer Rolle 92 zusammen, die um einen Zapfen drehbar gelagert ist, der an einem Schwenkkörper 93 angebracht ist. Der Schwenkkörper 93 ist mittels Zapfen 94 in einer Gabel 95 des Bügels 96 gelagert, welcher mit Schrauben 97 am Maschinengestell befestigt ist. Zwischen dem Bügel 96 und dem Körper93 wirkt eine Feder98, die den Körper 93 derart verschwenkt hält, dass ein mit ihm verbundenes Reinigungsblech 101 innerhalb des zu reinigenden Filtereinsatzes gehalten wird.
Am Körper 93 ist ein U-förmiges Röhrchen 99 befestigt, in welchem ein Stahlseil 100 geführt ist, das an einem Ende an das Untersetzungsgetriebe 69 angeschlossen ist, durch welches es mit einer Drehzahl von etwa 35 bis 40 Umdr/min gedreht wird.
Am andern Ende des Seiles 100 ist der Blechteil 101 befestigt, der dem Innenprofil des Filtereinsat-
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zes entspricht. Der Blechteil101 liegt somit an den Seitenwänden und am Boden des Filtereinsatzes 6' an, der sich in umgekippter Lage befindet.
Wenn jedoch auf die Rolle 89 der Nocken 88 der Scheibe 87 einwirkt, dann wird der Körper 93 mit dem Röhrchen 99 und dem Reinigungsblech 101 durch den doppelarmigen Hebel 90 entgegen dem Uhrzeigersinn verschwenkt, so dass das Reinigungsblech aus dem umgekippten Filtereinsatz entfernt wird und der Filterträger 1 gedreht werden kann.
Die Welle 67 und der Zapfen. 2 des Filterträgers 1 liegen in der gleichen waagrechten Ebene, sind je-
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ein an der Scheibe 87 angebrachter Stift 103 eingreifen kann. Die Scheibe 87 besitzt einen axialen
Flansch 87a, gegen welchen die Enden der beiden Arme der X-förmigen Platte 102, welche auf der glei- chen Seite bezüglich der Mittelebene dieser Platte liegen, dauernd anliegen, so dass die Platte normaler- weise mit den Ausnehmungen 102a in senkrechter Lage gehalten wird. Die Drehung der Platte 102 wird durch einen Ausschnitt 87b des Flansches 87a ermöglicht. Die Weite dieses Ausschnittes ist derart bemes- sen, dass die Platte 102 und mit ihr der Zapfen 2 und der die Filtereinsätze 6, 6'tragende Körper 1 je
Umdrehung der Welle 67 eine Drehung von 1800 ausführen können.
An der Scheibe 87 ist ferner, ein Zahn 105 vorgesehen, der einen in den Speisestromkreis des Elek tromotors 68 eingeschalteten Mikroschalter öffnet bzw. schliesst. Dieser in Fig. 8 schematisch angedeu- tete Stromkreis weist einen Kontakt 106 auf, welcher durch den Zahn 105 gesteuert wird, einen Druckschalter 107 und einen Kontakt 108 für den Dauerbetrieb.
Die Wirkungsweise der beschriebenen Maschine ist folgende : Zum Anlassen der Maschine drückt man auf den Druckschalter 107, der den Motor 68 in Betrieb setzt, welcher über das Untersetzungsgetriebe 69 die Hauptwelle 67 antreibt. Unmittelbar danach gibt der Zahn 105 den Mikroschalter 106 frei, der geschlossen wird und den Motor auch nach Loslassen des Druckschalters 107 eingeschaltet hält.
Gleich danach wirkt das Stirnprofil 75 der Scheibe 74 auf die Rolle 76 ein, welche eine Schwenkung des Armes 30 im Uhrzeigersinn und eine Verschiebung der Stange 29 bewirkt, wobei die Dosiervorrichtung 27 eine bestimmte Menge gemahlenen Kaffees durch die Austrittsöffnung 28 freigibt, welcher Kaffee in das darunter befindliche Filter 6 gelangt.
Anschliessend daran ruft das Stirnprofil 77 der Scheibe 74 über die Rolle 78 entgegen der Wirkung einer Feder 109 eine Drehung des Zapfens 80 mit dem zugehörigen Arm 81 hervor, wobei der Stab 24 den Deckel 10 von der Lage B in die Lage A schwenkt.
Danach wirkt die Kurvenscheibe 82, deren Abschnitt 82b mit kleinerem Radius bisher mit der Rolle 83 in Berührung stand, nunmehr mit ihrem Abschnitt 82a mit grösserem Radius auf die Rolle 83 ein und schwenkt dabei den Hebel 84 um den Zapfen 85 nach unten, so dass der Arm 86 die Rolle 18 nach unten verschiebt. Auf diese Weise wird auch die Stange 17 und damit der Deckel 10 gesenkt. Letzterer legt sich mit seiner Gummidichtung 25 unter Druck und unter Bildung eines dichten Abschlusses auf den oberen Rand des Filtereinsatzes 6. Der Deckel 10 bleibt in dieser Lage für die Dauer der Umdrehung der Welle 67 um etwa 1800.
Anschliessend gelangt die Kurvenscheibe 66 in Wirksamkeit, indem ihre Nase 66a die Rolle 64a und den Hebel 64 kurzzeitig senkt (etwa 3 sec-lang). Der Hebel 64 verschiebt dabei mittels des Armes 62 und entgegen der Wirkung der Feder 63 das Steuerorgan gegen den Anschluss 43. Das Ende 58 des Steuerorgans dringt nun in die Ringdichtung 47 unter dichtem Abschluss ein und verschiebt den Stössel 46 des Ventils 44 entgegen der Wirkung der Feder 45. Das Ventil wird dabei geöffnet, und das vom Kessel 32 kom" mende Heisswasser kann in das Steuerorgan gelangen, wo es den Ventilkörper 55 anhebt, der mit seiner oberen Dichtung 57 die Verbindung zum Raum 54 schliesst, so dass die Heisswasserzufuhr durch den Schlauch 61 zum Deckel 10 erfolgen kann.
Vom Innenraum 11 des Deckels 10 fliesst das Wasser in den Filtereinsatz.
Unmittelbar darauf wird der Hebel 64 seitens der Nase 66a wieder freigegeben und durch die Feder 63 nach oben gezogen. Dadurch wird das untere Ende 58 des Steuerorgans wieder vom Anschluss 43 entfernt und das Ventil 44 schliesst sich. Bei seiner Aufwärtsverschiebung dringt das obere Ende 59 des Steuerorgans in den Dichtungsring 50 des oberen Anschlusses 49 ein, wodurch der Raum 54 mit der Leitung 48 zum Verdichter 70 in Verbindung gesetzt wird. Die zuvor in's Freie ausgetretene Druckluft gelangt nun durch den Schlauch 61 in den Filtereinsatz und hält gleichzeitig den Ventilkörper 55 mit seiner Dichtung 56 gegen den unteren Ventilsitz gedrückt.
Auf diese Weise drückt die durch den Schlauch 61 in den Deckel 10 gelangende Druckluft das Heisswasser aus dem Schlauch 61 und dem Deckel 10 durch das Kaffeepulver im Filtereinsatz 6 und trocknet
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schliesslich den ausgelaugten Kaffeekuchen. Der Kaffeeaufguss fliesst aus dem Röhrchen 9 in die darunter befindliche Tasse T.
Anschliessend (nach etwa einer halben Umdrehung der Welle 67) gelangt die Rolle 64a des Hebels 64 wieder mit dem Abschnitt 66b der Kurvenscheibe 66 in Berührung, wobei das Steuerorgan in seine, in Fig. 7 gezeigte Mittellage zurückgeführt wird. Der Druck im Deckel 10 entlädt sich nach aussen, indem die Druckluft den gleichen Weg durch das Steuerorgan zurückströmt, während die vom Verdichter kommende Druckluft nach aussen ausströmt.
Die Kurvenscheibe 82 ist nun so weit gedreht, dass die Rolle 83 wieder mit dem Abschnitt 82b mit kleinerem Radius in Berührung kommt. Die Feder 23 kann daher den Deckel 10 anheben.
Die Rolle 78 kommt dann vom erhabenen Stirnprofilteil 77 der Scheibe 74 frei, der Hebelarm 81 wird durch die Feder 109 geschwenkt und verschiebt dabei die Stange 24, so dass der Deckel 10 wieder um den Zapfen in die Lage B zurückgeschwenkt wird.
Der vorstehende Teil 88 der Scheibe 87 wirkt jetzt auf die Rolle 89 ein, verschwenkt den doppelarmigen Hebel 90 und bewirkt das Senken des Reinigungsbleches 101 entgegen der Wirkung der Feder 98.
Das Blech 101, welches durch das Seil 100 in Drehung versetzt wird, hat in der Zwischenzeit den umgekippten zweiten Filtereinsatz 6'gereinigt. Anschliessend wirkt der Stift 103 der Scheibe 87 auf die Plat-
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Scheibe 87 zu liegen, und das Reinigungsblech 101 kehrt in seine ursprüngliche Lage zurück, wobei es in den Filtereinsatz 6 eindringt und aus diesem den ausgelaugten Kaffeekuchen entfernt, der in einen eigenen, darunter befindlichen Auffangbehälter R fällt.
Eine weitere Drehung der Welle 67 bringt den Zahn 105 an die Stelle des Mikroschalters 106, der geöffnet wird, so dass der Stromkreis des Motors 68 unterbrochen wird und die Maschine zum Stillstand kommt.
Soll die Maschine hingegen im Dauerbetrieb arbeiten und die beschriebenen Vorgänge beliebig oft wiederholen, dann braucht man nur den Dauereinschaltekontakt 108 schliessen, der natürlich wieder ge- öffnet werden muss, wenn man will, dass die Maschine zum Stillstand kommt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Maschine zum selbsttätigen Zubereiten von Kaffeeaufgüssen, mit einem an einen Heisswasserkessel und an eine Druckluftquelle anschliessbaren verschiebbaren Deckel, der auf das mit dem Kaffeepulver gefüllte Filter dicht aufsetzbar ist, und, mit einer Hauptsteuerwelle, die mittels einer Anzahl von Kurvenscheiben unter Zwischenschaltung von Hebelgestängen sämtliche Arbeitsvorgänge der Maschine steuert, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (10) über einen Schlauch (61) mit dem Innenraum (54) eines im wesentlichen T-förmigen Steuerorgans in Verbindung steht, das unter der Wirkung einer Kurvenscheibe (66) bzw.
einer Feder (63) aus einer mittleren Ruhelage in beiden Richtungen entlang seiner Hauptachse zwischen zwei ortsfest und achsengleich angeordneten Anschlüssen (43,49) verschiebbar ist, von denen der eine (43) mit einem Ventil (44) versehen und mit dem Heisswasserkessel (43) verbunden ist, wogegen der andere (49) an die Druckluftquelle angeschlossen ist, so dass einmaldas eine und das andere Mal das andere Ende (58 bzw.
59) des Steuerorgans mit dem entsprechenden, gegenüberliegenden Anschluss in dichten Eingriff kommt, und dass in dem mit den Enden (58,59) des Steuerorgans durch Bohrungen in Verbindung stehenden Innenraum (54) ein mit zwei Dichtflächen versehener Ventilkörper (55) verschiebbar gelagert ist, der durch eine auf ihn einwirkende Kraft normalerweise die zu jenem Ende (58) führende Bohrung verschliesst, das dem Anschluss (43) zur Zuleitung des Heisswassers gegenüberliegt, wo- gegen er die Bohrung zum andern Ende (59) nur dann verschliesst, wenn das Ende (58) mit dem Anschluss (43) in Eingriff steht und er unter Überwindung der normalerweise auf ihn einwirkenden Kraft durch den Druck des Heisswasser verschoben wird.