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Die Erfindung betrifft eine hydraulisch betätigte Kaffeemaschine mit einem vertikalen Brühwasser- zylinder und einem darüber angeordneten Arbeitszylinder, in welchen Zylindern zwei durch eine Kolben- stange miteinander starr verbundene Kolben geführt sind. Die Erfindung zielt auf die Schaffung einer
Kaffeemaschine ab, bei der die Heisswassermenge und die zur Bildung von Creme notwendige Luftmenge den zu brühenden Kaffeemengen durch Vorwahl angepasst werden können.
Dies wird im wesentlichen dadurch erreicht, dass parallel zum Arbeitszylinder ein Schiebergehäuse mit fünf Kammern und einem darin geführten Steuerschieber angeordnet ist, wobei die unterste und oberste Kammer des Schiebergehäuses mit dem Druckwasserzufluss, die mittlere Kammer mit dem Abfluss, die sich oberhalb der mittleren Kammer befindende Kammer mit dem oberen Raum des Arbeitszylinders, die unterhalb der mittleren Kammer befindliche Kammer mit dem unteren Raum dieses Zylinders verbunden ist.
Hiebei steht der Steuerschieber unter dem Einfluss einer nach oben wirkenden Feder und im Deckel des Arbeitszylinders sind, wie an sich bekannt, eine Reihe von vertikal verschiebbaren, verschieden langen Stösseln vorgesehen, die zwecks Umsteuerung der Hubbewegung der Kolben wahlweise einzeln über ein Steuergestänge mit dem Steuerschieber in Wirkverbindung gebracht werden können.
Das obere Ende des Steuerschiebers liegt am horizontalen Arm eines Winkelhebels an, der über mindestens einen vertikalen Arm mit einem schwenkbaren, mit einem Betätigungshebel versehenen Steuernocken zusammenwirkt, der aus einer Endlage, die der Abwärtsbewegung des Arbeitskolbens entspricht, in seine andere Endlage, die der Aufwärtsbewegung des Arbeitskolbens entspricht, schwenkbar ist, und der durch einen ausgewählten Stössel bei dessen Aufwärtsbewegung zur Einleitung der Umsteuerung der Kolbenbewegung in seine Ausgangslage zurückschwenkbar ist.
Gemäss einer speziellen Ausführungsform kann der Winkelhebel mit einer Anzahl von vertikalen Armen versehen sein, die der Anzahl der Betätigungshebel, Steuernocken und Steuerstössel entspricht. Oder es ist bei Anordnung mehrerer Steuerstössel und von nur einem Betätigungshebel bzw. Steuernocken für das Zurückschwenken des Betätigungshebels in seine Ausgangsstellung auf diesen ein dem einzelnen Stössel zuzuordnender, entsprechend verschiebbarer Mitnehmer angeordnet, der In die Bahn des ausgewählten Stössels gebracht werden kann.
Die Erfindung wird nachstehend. ausführlicher an Hand der eine beispielsweise Ausführungsform darstellenden Zeichnungen erläutert.
In den Zeichnungen ist Fig. 1 ein Längsschnitt entlang der Mittellinie der hydraulisch betätigten Brüharmatur der Kaffeemaschine. Fig. 2 eine Draufsicht nach Entfernung der Blechverkleidung. Fig. 3 zeigt in einer zur Mittelebene in Fig. 1 senkrechten Richtung in einem Schnitt längs der Linie IH-III einen Teil des hydraulisch betätigten Arbeitszylinders mit den den einzelnen Kaffeemengen entsprechenden Steuerstösseln von verschiedener Länge. Fig. 4 ist ein senkrechter Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 2, die die Ansaug-Luftmenge regelnde Vorrichtung darstellt. Fig. 5 zeigt die in Fig. 4 sichtbare Steuerung in der unteren Totpunktlage, und Fig. 6 stellt die im oberen Teil von Fig. 1 sichtbare Hebelarm-Auslösungsvorrichtung in ihrer Betätigungsstellung dar.
Die Fig. 7 und 8 veranschaulichen teilweise im Schnitt, bzw. in Seitenansicht eine andere Ausführungsform der Auslösevorrichtung des Kaffekochers.
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Die Herstellung der Kaffeebrühe erfolgt allgemein im Wege von auf den Dampfkessel bzw. auf den zurHerstellungvonHeisswasserdienendenKessel montierten und mit deminnenraum desselbenverbundenen Brüharmatur, deren Betätigung mit durch Hebelarme aufziehbaren Federn, mit Dampf oder auf hydraulischem
Wege erfolgen kann. Ein Gerät der letztgenannten Art ist in Fig. 1 in erfindungsgemässer Lösung in einer beispielsweisen Ausführungsform dargestellt.
Nach den bekannten Verfahren wird aus dem Innenraum des nicht dargestellten Kessels über ein Rohr
1 und über einen mit den gebräuchlichen Armaturen versehenen Kanal 2 heisses Wasser in den Brühwasser- zylinder 3 geleitet, in welchem ein mit entsprechenden Dichtungen versehener Kolben 4 angeordnet ist.
Dieser Kolben ist mittels einer Stange 5 mit dem Arbeitskolben 8 verbunden, der in einem unter Zwischen- schaltung eines Deckels 6 angeschlossenen oberen, durch einen Deckel 9 abgeschlossenen Arbeitszylinder
7 axial bewegbar ist. An der Seite des Arbeitszylinders 7 ist ein Schiebergehäuse 10 vorgesehen. Die aus dem Wasserleitungsnetz oder einem Behälter unter Druck an der Stelle 11 zugeführte Flüssigkeit bewirkt die Hubbewegung des Arbeitskolbens 8 derart, dass der sich im Schiebergehäuse 10 bewegende Steuer- schieber 12 die Druckflüssigkeit abwechselnd über die Einlassöffnungen lla und 11b in den unteren bzw. oberen Raum des Arbeitszylinders 7 strömen lässt und dabei gleichzeitig den andern Raum des Arbeit- zylinders mit dem Abflussraum 13 verbindet.
Der gemahlene Kaffee wird in das mit einem Filterbehälter versehene Gefäss i4 gefüllt, der an die untere Öffnung des Zylinders 3 der Brüharmatur befestigbar ist. Bei der bekannten Herstellung von Creme- kaffee saugt der nach oben bewegte Kolben 4 zuerst so lange Luft durch den gemahlenen Kaffee an, bis die untere Fläche des Kolbens 4 den Heisswasserkanal 2 erreicht und die Öffnung desselben für das Ein- strömen des Heisswassers freigibt. Der Kolben 4 bewegt sich dann weiter nach oben, wobei in den unter dem Kolben befindlichen Raúm die zur Kaffeezubereitung notwendige Heisswassermenge einströmt. In dem über dem Kolben befindlichen Zylinderraum ist eine Spiralfeder 15 vorgesehen, die durch den sich nach oben bewegenden Kolben zusammengedrückt wird.
Nach dem Füllen des sich unter dem Kolben 4 befindlichen Zylinderraumes presst der sich nach unten bewegende Kolben 4 mit hohem Druck (etwa 10-.
18 at. ) Heisswasser und Luft durch dasMahlgut, wobei sich an der Oberfläche des fertigen Kaffeegetränkes ein cremeartiger Schaum bildet.
Die Zurückbewegung des Kolbens 4, d. h. das Durchpressen des Heisswassers und der Luft, erfolgt bei mit Handkraft betätigten und mit Feder arbeitenden Brüharmaturen mittels der gespeicherten Energie der zusammengepressten Spiralfeder 15. In neuerer Zeit erfolgt bei Cremekaffeemaschinen für grössere Leistungen das beschriebene Durchpressen auf hydraulischem Wege oder gegebenenfalls, wenn auch seltener, durch dampfbetätigte Arbeitskolben 8, im Falle der Anordnung einer Feder 15 mit dieser gemeinsam oder auch ohne dieselbe, durch Abwärtsbewegung desdie auslaugende Flüssigkeit durchpressenden Kolbens 4.
Mit den Cremekaffeemaschinen der beschriebenen Arbeitsweise und Ausführung sollen verschiedene Ansprüche der Verbraucher befriedigt werden. Es sind z. B. 1, 2, 3.... einfache oder 1, 2, 3.... doppelte Portionen oder Kombinationen derselben nacheinander herzustellen. Praktisch erfolgte dies bisher derart, dass eine dem Brühwasserzylinder 3 und dem unveränderlichen Hub des Kolbens 4 entsprechende Menge von Kaffeebrühe hergestellt und diese durch Umgiessen verteilt wurde, was wenig hygienisch und auch zeitraubend ist. So werden z. B., wenn der Rauminhalt des Brühwasserzylinders zwei Doppelportionen entspricht, der Anspruch sich jedoch hievon abweichend z.
B. auf drei einfache oder auf eine doppelte und eine einfache Portion richtet, entweder die beiden Doppelportionen hergestellt, die Doppelportion und die einfache Portion ausgefolgt und die übrigbleibende Menge für einen späteren Konsumenten beiseite- gestellt. Der Kaffee kühlt dabei rasch ab. Nach einer andern Möglichkeit füllt die Bedienungsperson das einer Doppelportion und einer einfachen Portion entsprechende Kaffeemahlgut in den Filterbehälter des Bechers 14 ein, muss aber diese Menge entsprechend der Abmessung der Brüharmatur mit einer zwei Doppelportionen entsprechenden Wassermenge abkochen, weil die Menge des Wassers nicht zu ändern ist, so dass in diesem Fall ein dünnerer Kaffee von minderer Qualität entsteht.
Aus diesen beiden Beispielen gehen nicht nur die Mängel der Verfahren, sondern auch die Nachteile derartiger Kaffeemaschinen hervor.
Der Hauptmangel liegt aber darin, dass weder die Brühwassermenge, noch die Menge der zur Cremebildung notwendigen Luft dem Mahlgut entsprechend eingestellt, noch die Menge der herzustellenden Kaffeebrühe den jeweiligen Anforderungen entsprechend hergestellt bzw. ausgefolgt werden kann. Auch ist es nicht gleichgültig, ob zur Bildung des Cremeschaumes für Mengen von einer einfachen Portion bis zur maximalen üblichen Menge von drei Doppelportionen gleiche Luftmengen angesaugt werden, da hieraus entweder eine ungenügende Cremeschaumbildung oder eine durch den Luftüberschuss verursachte unerwünschte Abkühlung der Brühe resultiert. Die angeführten Nachteile und Mängel bestehen bei jeder
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einzelnen Brüharmatur, wobei sie bei Vorrichtungen mit mehreren Batterien veränderlich und mehrfach auftreten.
Die gebräuchlichen Maschinen entsprechen schliesslich den wachsenden Qualitätsansprüchen der Konsumenten nicht mehr.
Ein grosser Nachteil der bisher bekannten, hydraulisch betätigten Brüharmaturen gegenüber den handbetätigten, mit einer Feder arbeitenden Einrichtungen liegt auch noch darin, dass das aus dem unter und über den Arbeitskolben strömende Wasser des Wasserleitungsnetzes die eine verhältnismässig grosse Metallmenge und daher eine hohe Wärmekapazität besitzende Wand ständig kühlt, wodurch der Brühwasserzylinder keine entsprechende Temperatur erreichen kann und die hydraulischen Ventilbatterien einen ver-
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Kaffeeschen Brüharmaturen behoben.
Das in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung kann vier verschiedene Mengen von Kaffee ausfolgen. In dem hydraulisch betätigten Arbeitszylinder 7 sind oberhalb des Arbeitskolbens 8 vier in Fig. 3 dargestellte Steuerstössel 16,17, 18 und 19 von verschiedener Länge angeordnet, die im
Deckel 9 des Arbeitszylinders 8 unter entsprechender Gleitdichtung beweglich geführt sind. Die Steuer- stössel enden oben in Köpfen 16a - 19a und an ihren im Zylinderraum befindlichen Schäften angeordnete
Federn 16b - 19b suchen die Stössel in Richtung des Kolbens 8 zu drücken. In der Schnittebene von Fig. 1 ist der in der Mittellinie des Arbeitszylinders befindliche Steuerstössel 17 sichtbar.
Am Deckel 9 des Arbeitszylinders 7 sind Konsolen 20 (Fig. 1, 2 und 6) vorgesehen, die um eine
Welle 21 verschwenkbare Steuernocken 16c-19c tragen, von denen innig. 1 der Steuernocken 17c sicht- bar ist. Diese Steuernocken sind mit weiteren Steuernocken 16d - 19d und mit je einem Hebelarm 16e - 19e (von denen in Fig. 1 der Arm 17c sichtbar ist) zusammengebaut. An einer gleichfalls an der Konsole befestigten Achse 22 ist ein mehrarmiger Winkelhebcl 23a, 23b schwenkbar gelagert, wobei aus einer die
Achse 22 umschliessenden hülsenartigen Nabe 23 in Richtung der Steuernocken 16c-19c gekrümmte Arme 23a nach oben herausragen.
Die gekrümmten gabeligen Enden der Arme 23a tragen je einen Bolzen 24, an welchen, jedei-nsteuemocken 16e-19c gegenüberliegend, mit diesen zusammenwirkende Rollen 25 angeordnet sind. Aus der gemeinsamen Nabe 23 der gekrümmten Winkelhebelarme 23a ragt der einzelne
Arm 23b vor (Fig. 2), in dessen gabeligem Ende die Rolle 26 gelagert ist, mit welcher sich der Winkelhebelarm 23b an dem Steuerschieber 12 abstützt. Die aus der Nabe 23 nach oben ragenden Winkelhebel- arme 23a und der in Seitenrichtung vorragende Winkelhebelarm 23b bilden einen fest zusammengebauten Bestandteil der Vorrichtung.
In Fig. 8 ist eine andere Ausführungsform des Winkelhebels dargestellt. Hier sind die Arme 23a, 23b miteinander durch ein Spannschloss 64 verbunden und somit hinsichtlich des eingeschlossenen Winkels verstellbar. Hiedurch kann der Totgang geregelt werden.
Auf den Steuerschieber 12 wirkt die Feder 27 in Richtung der Rolle 26 ein und hält den Schieber mit der Rolle in ständiger Berührung. Zwischen dem Steuerschieber 12 und der diesen umschliessenden weiten zylindrischen Schiebergehäusebohrung sind elastische Gummi- oder Kunststoffdichtringe vorgesehen. Die Flächen des glatten Schiebers 12 gleiten in den Ringen 68, wobei sie zwischen den einzelnen Kammern dichten.
Die den Schieber umgebenden, ringförmigen, Aus- und Eintrittsräume bildenden Kammern sind durch auf den Schieber 12 aufziehbare bzw. in das Schiebergehäuse 10 einschiebbare, aus Metall oder einem sonstigen Stoff, z. B. aus hartem Kunststoff bestehende Ringe 65,66 gebildet. In die an diesen Ringen angeordneten Nuten oder in die zwischen diesen befindlichen kreisringförmigen Nuten sind aus Gummi oder einem sonstigen elastischen Stoff bestehende Ringe eingesetzt, die eine Dichtung zwischen den Kammern, weiters zwischen den Ringen und dem Schieber sowie den Ringen und der Schiebergehäusewandung bilden.
Die aus den über dem Arbcitszylinderdeckel 9 befindlichen Konsolen 20 herausragenden Arme 28 sind auch durch die Achse 29 miteinander verbunden, die ihrerseits mit Hilfe von aus im Hülsenschenkel der aufgeschobenen Ringe beweglichen Stange bestehenden, federnden Teleskopen 30 mit je einem der in Fig. 1 sichtbaren Steuernocken 17c bzw. mit jedem der Steuernocken 16c - 19c verbunden sind, wobei die am Teleskop vorgesehene Druckfeder 31 auf jeden der an der Achse 21 gelagerten Steuernocken 16c - 19c ein solches Drehmoment ausübt, dass sie diese beständig an die an der Konsole 20 befestigte Stange 20a (Anschlag) pressen und zugleich auch die Hebelarme 16e-19e mit dem zwischen denselben in Fig. 1 sichtbaren Arm 17e in gleicher oberer Lage halten.
An den verlängerten Teil der Drehachse 21 der Steuernocken 16c-19c ist der kleine zweiarmige Hebel 32 verdrehbar montiert (Fig. 2, 4,5), dessen gabeliger Arm die verlängerte Welle 16f der Rolle
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16d des seitlichen Steuernockens 16c einfasst, wogegen der andere Arm durch einen Lenker 44 mit dem um den Bolzen-34 schwingbaren Winkelhebel 35 gekoppelt ist. Letzterer verbindet die Stange 36 mit dem Arm 37, welcher an den auch zur Befestigung des Zylinders 3 bzw. der Brüharmatur dienender Tragkörper 3a durch den Bolzen 38 schwenkbar gelagert ist. Diese zuletzt erwähnten Bauteile übertragen die Winkelverdrehung des seitlichen Steuernockens 16c auf den Arm 37.
Die diese Winkelverdrehung vermittelnde Verbindung, die später noch näher erläutert werden wird, ist in den Fig. 4 und 5 in zwei verschiedenen Lagen dargestellt.
Das aus dem Kessel der Kaffeemaschine über das Rohr 1 einströmende Heisswasser kann auf zwei verschiedenen Wegen in den Zylinder 3 gelangen. Der eine Strömungsweg führt über das Kugelrückschlagventil 39 über die Kanäle bzw. Bohrungen 40,41 und 42. Der andere Weg verläuft gleichfalls über das Rückschlagventil 39 und einen Teil des Kanals 40, jedoch in der offenen Stellung des Ventiles 43 durch dieses und fortlaufend über die Bohrungen 44 und 2 hindurch, welch letztere in den Brühwasserzylinder 3 tiefer als die Bohrung 42 einmündet. Das Ventil 43 wird entgegen dem Druck der Feder 45 durch die am unteren Teil mit axialen Durchflussnuten versehene Stange 46 durch das oben beschriebene und in den Fig. 4 bzw. 5 dargestellte Gestänge, geöffnet, dessen eine Winkelverdrehung ausführender Arm 37 sich mit der Rolle 37a an der Stange 46 abstützt.
Die Kaffeemaschine arbeitet folgendermassen : Der Filterträger 14 bzw. der Filterkorb 14a, mit der zur Herstellung von Kaffeebrühe notwendigen Menge von Kaffeemahlgut gefüllt, wird mit der bekannten Bajonettverschlussverbindung am Zylinder 3 befestigt. Dann wird der Arm 17e um die Achse 21 in Richtung des Pfeiles 68 (in Fig. l nach rechts) herabgeschwenkt, wodurch der sich damit gemeinsam verdrehende Steuernocken 17e aus seiner Vertiefung 47 die Rolle 25 mit deren Arm 23a gemeinsam um die Achse 22 herausdrückt.
Sobald der Hebelarm 17e in die in Fig. 6 dargestellte untere Lage gelangt, greift die Rolle des Armes 23a in die untere Vertiefung 47a des Steuernockens ein. Während dieser Verdrehung des Hebelarmes 17e bewegt der Winkelhebel 23a mit seinem Arm 23b den Steuerschieber 12 abwärts, der die den hydraulischen Arbeitszylinder 7 betätigende Druckflüssigkeit in den unter dem Kolben 8 befindlichen Raum 70 strömen lässt ; der Arbeitskolben 8 bewegt sich nach oben und nimmt mit der Stange 5 den Brühwasserkolben 4 mit, der am Anfang seiner Aufwärtsbewegung so lange Luft durch das Kaffeemahlgut hindurchsaugt, bis der Dichtungsring 71 die Öffnung des Heisswasserzufuhrkanals 42 freigibt. Durch den Kanal 2 strömt das Heisswasser nur dann ein, wenn das Ventil 43 offen ist, was in der in Fig. 1 dargestellten Lage nicht der Fall ist.
Sobald der Kolben 4 über die Mündung des Kanals 42 gelangt ist, beginnt die Heisswassereinströmung und dauert so lange, bis der Arbeitskolben 8, den Stössel 17 vor sich schiebend, den Kopf 17a gegen die Rolle 17d desSteuernockens 17c und damit gegen den in seiner unteren Lage befindlichenHebelarm 17e stösst. Dieser Hebelarm kippt dann aus seiner in Fig. 6 sichtbaren unteren Lage zufolge der auf die Bauteile 26,23b, 23a und 25 ausgeübten Wirkung der Spiralfeder 27 in die in Fig. 1 sichtbare obere Lage. Hiebei kippt der Winkelhebelarm 23a aus der. unteren Vertiefung 47a des Steuernockens 17 heraus und schnappt in die obere Vertiefung 47 ein. Auch der Arm 23b des Winkelhebels schwenkt in seine obere Lage zurück, welcher Bewegung auch der Steuerschieber 12 folgt.
Dadurch wird der Weg der den. hydraulischen Druckwasserzylinder betätigenden Flüssigkeit geändert, d. h. die Flüssigkeit unter dem Arbeitskolben 8 strömt ab und Druckflüssigkeit gelangt über den Arbeitskolben. Hiedurch bewegt sich der Kolben 8 auch, durch die Kraft der zusammengedrückten Feder 15 unterstützt, nach unten und presst mit dem Brühwasserkolben 4 das Heisswasser-Luftgemisch durch das Kaffeemahlgut hindurch, nachdem der im Zylinder 3 auftretende Druck über die Bohrungen 42,41, 40 das Rückschlagventil 39 geschlossen hat.
Aus dem obigen ist ersichtlich, dass das Herunterschwenken des Hebelarmes 17e über den zugehörigen Nocken 17c einen gesteuerten Arbeitsvorgang auslöst, wodurch der hydraulische Arbeitszylinder 7 automatisch zu arbeiten beginnt und der Druckwasserkolben 8 selbsttätig einen Hub nach oben und unten ausführt, in dem derselbe, sich nach oben bewegend, durch den Steuerstössel 17 seine Bewegungsrichtung wechselt und dabei über den Kolben 4 automatisch das Einsaugen der Creme bildenden Luft in den Brühwasserzylinder 3 herbeiführt.
Da die Aufwärtsbewegung so lange dauert, bis der. Steuerstössel 17 mit dem Hebelarm 17e und dem in seinem Weg liegenden Steuernocken die Umsteuerung bewirkt hat (bis dahin dauert auch die Aufladung des unteren Zylinders 3), ist es offenbar, dass die Länge des Steuerstössels 17 den Hub der Kolben 8 bzw.
4 bestimmt und damit zugleich auch die Menge des in den Zylinder 3 gesaugten Heisswassers.
Bei der in Fig. 3 gezeigten beispielsweisen Ausführung sind vier verschiedene Steuerstangen 16 -, 19 vorgesehen so dass mit diesen vier verschiedene Kaffeemengen hergestellt werden können. Zu jedem
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Steucrstossel 16-19 gehört ein mit ihm in senkrechter Ebene angeordneter und in die vertikale Bewegung- ebene kippbarer, mit je einem Steuernocken 16e-19e versehener Hebelarm. Je nachdem, welcher Hebel- arm herabgedreht wird, ergibt sich eine der Länge des zugehörigen Steuerstössels entsprechende Menge von Kaffeebrühe.
Die Anordnung der steuernden Stössel und zugehörigen Steuernocken ist nämlich derartig getroffen, dass die einzelnen Steuerstössel 16 - 19 nur in der heruntergeschwenktenLagedes zugehörigen Hebelarmes (Fig. 6) auf die Steuernocken 16c - 19c eim'lirken können, wogegen sie mit den in ihren oberen Lagen befindlichen Steuernocken nicht in Berührung kommen.
Die Länge der in Fig. 3 dargestellten Steuerstössel kann entsprechend den jeweiligen Anforderungen gewählt werden, sodass z. B. der längste Stössel 16 mit der kürzesten Aufwärtsbewegung den Steuernocken
16cdes ihm entsprechenden Hebelarmes 16c erreicht, demnach die geringste Menge der Wassereinströmung gestattet, also eine einfache Portion Kaffeebrühe herstellt.
Mit der Höhe des Mündungsniveaus derKanäle 2,42 kann auch die Menge der zwecks Schaumbildung eingesaugte Luft geregelt werden, da, je tiefer die Mündung des Kanals liegt, um so früher die Ein- strömung des Heisswassers in den Zylinder 3 beginnt und um so kürzere Zeit das Einsaugen von Luft dauert.
Die Steuerung der Heisswasserzufuhr durch die einzelnen Kanäle erfolgt gleichfalls automatisch, ent- sprechend der dargestellten Ausführungsform z. B. auf folgende Weise :
Für die kleinerenKaffeeportionen ist weniger Luft notwendig ; so steuert also der längste Steuerstössel
16 über den unteren Kanal 2 das Einströmen des Heisswassers in den Zylinder 3. Zu diesem Zwecke steht der dem Steuerstössel 16 entsprechende Steuernocken 16c in mechanischer Betätigungsverbindung mit der dieHeisswassereinströmung über denKanal2freigebendenÖffnungsstange46des Ventiles 43 (Fig. 4 und 5).
Sobald der der Steuerstange 16 entsprechende Hebelarm 16e zwecks Betätigung des hydraulischen
Arbeitskolbens 8 herabgeschwenkt wird, wird gleichzeitig der Steuernocken 16c durch seine Bolzenverlängerung auch den Hebelarm 32 verschwenken, der mittels der mit ihm verbundenen Gestänge auch den
Arm 37 in die in Fig. 5 sichtbare untere Stellung verschwenkt ; dieser öffnet durch das Niederdrücken des Schiebers 46 das Ventil 43 und gibt den Weg des Heisswassers durch die Kanäle 44,2 frei. Sobald der Steuerstössel 16 an den Steuernocken 16c stösst, wobei in den Zylinder 3 bereits die notwendige Menge an Heisswasser eingeströmt ist, verschwenkt derselbe mit seinem Bolzenende 16f auch den Hebelarm 32 mit dem mit ihm verbundenen Arm 37 in die in Fig. 4 sichtbare Lage und die Feder 45 schliesst das Ventil 43.
Im Sinne der Erfindung ist es möglich, die Vorrichtung durch die Wahl der Länge und der Anzahl der Steuerstössel 16 - 19 zur automatischen Zubereitung von Portionen gewünschter Grösse bzw. Mengen von Kaffeebrühe, d. h. zur Bemessung der notwendigen Heisswassermengen sowie der diesen proportionalen bzw. notwendigen schaumerzeugenden Luftmenge einzustellen. Bei der Zubereitung einer jeden Kaffeebrühe wird der Kochvorgang durch die Verdrehung des dem Steuerstössel entsprechenden Hebelarmes eingeleitet, wobei die Menge des Heisswassers bzw. bei Zubereitung von Cremekaffee auch die Bemessung der Luftmenge durch den Apparat automatisch durchgeführt wird und derselbe nach Beendigung des Kochens in einer für den nächsten Kochvorgang fertigen Anfangsstellung automatisch abgestellt wird.
Für die Betätigung der Kaffeemaschine braucht unter Umständen auch nur ein Hebelarm vorgesehen sein. Eine beispielsweise zum Kochen von zwei Portionen geeignete Ausführung ist in den Fig. 7 und 8 dargestellt. In der in Fig. 7 im Schnitt gezeigten Darstellung des oberen Teiles des Arbeitszylindcrs sind die die zwei Kaffeeportionen steuernden Stössel 17,18 sichtbar, mit denen statt der Anstossrollen 16d -19d nur ein in einem gemeinsamen, im Hebelarm 17c verschiebbarer Anschlag-Rundbolzen 52 zusammenwirkt. Der Rundbolzen kann gegenüber irgendeinem den zu kochenden Kaffeemengen entsprechenden Steuerstössel 17 bzw. 18 gestellt werden, u. zw. mittels eines an der Achse 21 gleitenden Einstellknopfes 50 und des sich daran anschliessenden Armes 51 und des Schubbolzens 71.
Der durch den Arbeitskolben betätigte Steuerstössel stösst an den Bolzen 52 und verschwenkt dadutch den Hebelarm 17e nach oben und mit diesem gemeinsam auch den Steuernocken 17c, stellt hiedurch den Steuerschieber 12 um, wodurch in der bereits beschriebenen Weise automatisch ein Kochvorgang abläuft.
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The invention relates to a hydraulically operated coffee machine with a vertical brewing water cylinder and a working cylinder arranged above it, in which cylinders two pistons that are rigidly connected to one another by a piston rod are guided. The invention aims to provide a
Coffee machine, in which the amount of hot water and the amount of air required to form the cream can be adjusted to the amount of coffee to be brewed by preselection.
This is essentially achieved in that a valve housing with five chambers and a control valve guided therein is arranged parallel to the working cylinder, the lowest and uppermost chamber of the valve housing with the pressurized water inlet, the middle chamber with the outlet, the one above the middle chamber Chamber with the upper space of the working cylinder, the chamber located below the middle chamber is connected to the lower space of this cylinder.
The control slide is under the influence of an upward-acting spring and, as is known per se, a number of vertically displaceable plungers of different lengths are provided in the cover of the working cylinder, which, for the purpose of reversing the stroke movement of the pistons, optionally individually via a control rod with the control slide can be brought into operative connection.
The upper end of the control slide rests on the horizontal arm of an angle lever which cooperates via at least one vertical arm with a pivotable control cam provided with an actuating lever, which moves from one end position, which corresponds to the downward movement of the working piston, to its other end position, which is the upward movement of the working piston, is pivotable, and which can be pivoted back into its starting position by a selected plunger during its upward movement to initiate the reversal of the piston movement.
According to a special embodiment, the angle lever can be provided with a number of vertical arms which corresponds to the number of operating levers, control cams and control tappets. Or if several control plungers are arranged and only one actuating lever or control cam is arranged to pivot the actuating lever back into its starting position, a correspondingly displaceable driver can be assigned to the individual plunger and can be brought into the path of the selected plunger.
The invention is described below. explained in more detail with reference to the drawings showing an example embodiment.
In the drawings, Fig. 1 is a longitudinal section along the center line of the hydraulically operated brewing fitting of the coffee machine. Fig. 2 is a plan view after removal of the sheet metal cladding. 3 shows, in a direction perpendicular to the central plane in FIG. 1, in a section along the line IH-III, part of the hydraulically actuated working cylinder with the control plungers of different lengths corresponding to the individual amounts of coffee. Fig. 4 is a vertical section taken along line IV-IV in Fig. 2, showing the intake air amount regulating device. FIG. 5 shows the control system visible in FIG. 4 in the bottom dead center position, and FIG. 6 shows the lever arm triggering device visible in the upper part of FIG. 1 in its actuating position.
7 and 8 illustrate, partly in section or in side view, another embodiment of the trigger device of the coffee maker.
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The coffee stock is generally produced by means of the brewing fitting mounted on the steam boiler or on the boiler used for the production of hot water and connected to the interior of the same, actuated by springs that can be pulled up by lever arms, with steam or hydraulic
Ways can be done. A device of the last-mentioned type is shown in FIG. 1 in a solution according to the invention in an exemplary embodiment.
According to the known method is from the interior of the boiler, not shown, via a pipe
1 and through a channel 2 provided with the usual fittings, hot water is fed into the brewing water cylinder 3, in which a piston 4 provided with appropriate seals is arranged.
This piston is connected to the working piston 8 by means of a rod 5, which is in an upper working cylinder which is connected with the interposition of a cover 6 and closed by a cover 9
7 is axially movable. A slide housing 10 is provided on the side of the working cylinder 7. The fluid supplied from the water supply network or a container under pressure at point 11 causes the stroke movement of working piston 8 in such a way that control valve 12 moving in valve housing 10 transfers the pressure fluid alternately via inlet openings 11a and 11b into the lower and upper space of the working cylinder 7 can flow and at the same time connects the other space of the working cylinder to the discharge space 13.
The ground coffee is filled into the vessel i4 which is provided with a filter container and which can be fastened to the lower opening of the cylinder 3 of the brewing fitting. In the known production of cream coffee, the upwardly moving piston 4 first sucks in air through the ground coffee until the lower surface of the piston 4 reaches the hot water duct 2 and opens the opening of the same for the hot water to flow in. The piston 4 then moves further upwards, with the amount of hot water necessary for coffee preparation flowing into the space below the piston. In the cylinder space located above the piston, a spiral spring 15 is provided which is compressed by the piston moving upwards.
After the cylinder space located under the piston 4 has been filled, the downwardly moving piston 4 presses with high pressure (about 10-.
18 at.) Hot water and air through the ground material, whereby a cream-like foam forms on the surface of the finished coffee beverage.
The return movement of the piston 4, i.e. H. The pressing of hot water and air is carried out with hand-operated and spring-operated brewing fittings by means of the stored energy of the compressed spiral spring 15. More recently, the described pressing of cream coffee machines for higher outputs is carried out hydraulically or, if necessary, even if less often steam-actuated working pistons 8, in the case of a spring 15 being arranged together with or without the same, by downward movement of the piston 4 which presses the leaching liquid through.
With the cream coffee machines of the mode of operation and design described, various consumer demands are to be satisfied. There are z. B. 1, 2, 3 .... single or 1, 2, 3 .... double portions or combinations of the same one after the other. In practice, this has so far been done in such a way that an amount of coffee brew corresponding to the brewing water cylinder 3 and the unchangeable stroke of the piston 4 was produced and this was distributed by pouring it around, which is not very hygienic and also time-consuming. So z. B. if the volume of the brewing water cylinder corresponds to two double portions, but the claim differs from this z.
B. is aimed at three single or one double and one single portion, either the two double portions are made, the double portion and the single portion are served and the remaining amount is set aside for a later consumer. The coffee cools down quickly. According to another possibility, the operator fills the coffee grounds corresponding to a double portion and a single portion into the filter container of the cup 14, but has to boil this amount according to the dimensions of the brewing fitting with an amount of water corresponding to two double portions, because the amount of water cannot be changed so that in this case a thinner coffee of inferior quality is produced.
These two examples show not only the shortcomings of the processes but also the disadvantages of such coffee machines.
The main shortcoming, however, is that neither the amount of brewing water nor the amount of air necessary for the cream formation can be set according to the grist, nor can the amount of coffee brew to be produced or dispensed according to the respective requirements. It is also not a matter of indifference whether the same amounts of air are sucked in to form the cream foam for quantities from a single portion up to the maximum usual quantity of three double portions, as this either results in insufficient cream foam formation or undesired cooling of the broth caused by the excess air. The listed disadvantages and shortcomings apply to everyone
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individual brewing valve, whereby they occur variable and multiple in devices with several batteries.
The machines in use no longer meet the growing quality demands of consumers.
A major disadvantage of the previously known, hydraulically operated brewing armatures compared to the manually operated, spring-operated devices is that the water of the water supply network flowing out of the water pipe network from below and over the working piston constantly has a relatively large amount of metal and therefore a high heat capacity cools, which means that the brewing water cylinder cannot reach a corresponding temperature and the hydraulic valve batteries
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Coffee brewing fittings fixed.
The embodiment of the invention shown in the drawings can run four different amounts of coffee. In the hydraulically operated working cylinder 7, four control plungers 16, 17, 18 and 19 of different lengths, shown in FIG. 3, are arranged above the working piston 8
Cover 9 of the working cylinder 8 are movably guided under a corresponding sliding seal. The control tappets end at the top in heads 16a-19a and on their shafts located in the cylinder space
Springs 16b - 19b seek to push the tappets in the direction of the piston 8. The control plunger 17 located in the center line of the working cylinder can be seen in the sectional plane of FIG. 1.
On the cover 9 of the working cylinder 7 consoles 20 (Fig. 1, 2 and 6) are provided, which around a
Wear shaft 21 pivotable control cams 16c-19c, of which intimately. 1 of the control cam 17c is visible. These control cams are assembled with further control cams 16d-19d and each with a lever arm 16e-19e (of which arm 17c is visible in FIG. 1). A multi-armed Winkelhebcl 23a, 23b is pivotably mounted on a shaft 22 also fastened to the console, with the
The sleeve-like hub 23 surrounding the axis 22 protrudes upwardly in the direction of the control cams 16c-19c.
The curved forked ends of the arms 23a each carry a bolt 24 on which, opposite each other, each control cam 16e-19c, co-operating with these rollers 25 are arranged. The individual protrudes from the common hub 23 of the curved angle lever arms 23a
Arm 23b in front of (FIG. 2), in whose forked end the roller 26 is mounted, with which the angle lever arm 23b is supported on the control slide 12. The angle lever arms 23a protruding upward from the hub 23 and the angle lever arm 23b protruding in the lateral direction form a permanently assembled component of the device.
In Fig. 8, another embodiment of the angle lever is shown. Here the arms 23a, 23b are connected to one another by a turnbuckle 64 and are thus adjustable with regard to the included angle. This allows the backlash to be regulated.
The spring 27 acts on the control slide 12 in the direction of the roller 26 and keeps the slide in constant contact with the roller. Elastic rubber or plastic sealing rings are provided between the control slide 12 and the wide cylindrical slide housing bore surrounding it. The surfaces of the smooth slide 12 slide in the rings 68, sealing between the individual chambers.
The annular chambers forming the exit and entry spaces surrounding the slider are made of metal or some other material, for example by pulling them onto the slider 12 or pushing them into the slider housing 10. B. made of hard plastic rings 65,66. In the grooves arranged on these rings or in the circular grooves located between them, rings made of rubber or some other elastic material are inserted, which form a seal between the chambers, further between the rings and the slide and the rings and the slide housing wall.
The arms 28 protruding from the consoles 20 located above the work cylinder cover 9 are also connected to one another by the axis 29, which in turn, with the help of rods 30 which are movable in the sleeve legs of the rings pushed on, resilient telescopes 30 each with one of the control cams visible in FIG 17c or are connected to each of the control cams 16c-19c, the compression spring 31 provided on the telescope exerting such a torque on each of the control cams 16c-19c mounted on the axis 21 that they are constantly attached to the rod 20a attached to the bracket 20 Press (stop) and at the same time also hold the lever arms 16e-19e with the arm 17e visible between them in FIG. 1 in the same upper position.
The small two-armed lever 32 is rotatably mounted on the extended part of the axis of rotation 21 of the control cams 16c-19c (Fig. 2, 4,5), the forked arm of which the extended shaft 16f of the roller
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16d of the lateral control cam 16c, while the other arm is coupled by a link 44 to the angle lever 35, which can be pivoted about the bolt 34. The latter connects the rod 36 to the arm 37, which is pivotably supported by the bolt 38 on the support body 3a, which is also used to fasten the cylinder 3 or the brewing fitting. These last-mentioned components transmit the angular rotation of the lateral control cam 16c to the arm 37.
The connection which mediates this angular rotation and which will be explained in more detail later is shown in two different positions in FIGS. 4 and 5.
The hot water flowing in from the boiler of the coffee machine via the pipe 1 can reach the cylinder 3 in two different ways. One flow path leads via the ball check valve 39 via the channels or bores 40, 41 and 42. The other path also runs via the check valve 39 and part of the channel 40, but in the open position of the valve 43 through this and continuously over the Bores 44 and 2 therethrough, the latter opening into the brewing water cylinder 3 deeper than the bore 42. The valve 43 is opened against the pressure of the spring 45 by the rod 46 provided on the lower part with axial flow grooves by the rods described above and shown in FIGS. 4 and 5, the arm 37 of which rotates angularly with the roller 37a supported on the rod 46.
The coffee machine works as follows: The filter support 14 or the filter basket 14a, filled with the amount of ground coffee required to produce coffee stock, is attached to the cylinder 3 with the known bayonet connection. The arm 17e is then pivoted down about the axis 21 in the direction of the arrow 68 (to the right in FIG. 1), whereby the control cam 17e, which rotates together with it, presses the roller 25 with its arm 23a together around the axis 22 from its recess 47.
As soon as the lever arm 17e reaches the lower position shown in FIG. 6, the roller of the arm 23a engages in the lower recess 47a of the control cam. During this rotation of the lever arm 17e, the angle lever 23a moves the control slide 12 downwards with its arm 23b, which allows the pressure fluid actuating the hydraulic working cylinder 7 to flow into the space 70 located under the piston 8; the working piston 8 moves upwards and with the rod 5 takes the brewing water piston 4 with it, which at the beginning of its upward movement sucks air through the ground coffee until the sealing ring 71 releases the opening of the hot water supply channel 42. The hot water only flows in through the channel 2 when the valve 43 is open, which is not the case in the position shown in FIG.
As soon as the piston 4 has passed the mouth of the channel 42, the hot water flows in and lasts until the working piston 8, pushing the plunger 17 in front of it, the head 17a against the roller 17d of the control cam 17c and thus against the one in its lower position lever arm 17e located. This lever arm then tilts from its lower position visible in FIG. 6 into the upper position visible in FIG. 1 as a result of the action of the spiral spring 27 exerted on the components 26, 23b, 23a and 25. Hiebei tilts the angle lever arm 23a out of the. lower recess 47a of control cam 17 and snaps into upper recess 47. The arm 23b of the angle lever also swivels back into its upper position, which movement is also followed by the control slide 12.
This becomes the path of the den. hydraulic pressurized water cylinder actuating fluid changed, d. H. the liquid under the working piston 8 flows off and hydraulic fluid passes through the working piston. As a result, the piston 8 also moves downwards, supported by the force of the compressed spring 15, and with the brewing water piston 4 presses the hot water-air mixture through the ground coffee after the pressure occurring in the cylinder 3 via the bores 42, 41, 40 das Check valve 39 has closed.
From the above it can be seen that the pivoting down of the lever arm 17e via the associated cam 17c triggers a controlled working process, whereby the hydraulic working cylinder 7 begins to work automatically and the pressurized water piston 8 automatically performs a stroke up and down, in which the same, after moving at the top, changes its direction of movement by means of the control plunger 17 and automatically induces the suction of the cream-forming air into the brewing water cylinder 3 via the piston 4.
Since the upward movement lasts until the. If the control plunger 17 with the lever arm 17e and the control cam lying in its path has caused the reversal (until then the charging of the lower cylinder 3 also takes place), it is evident that the length of the control plunger 17 reduces the stroke of the pistons 8 or
4 determines and thus at the same time the amount of hot water sucked into the cylinder 3.
In the exemplary embodiment shown in FIG. 3, four different control rods 16 -, 19 are provided so that four different amounts of coffee can be produced with them. To each
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Control plungers 16-19 belong to a lever arm arranged with it in a vertical plane and tiltable in the vertical plane of movement, each provided with a control cam 16e-19e. Depending on which lever arm is turned down, the result is an amount of coffee brew corresponding to the length of the associated control plunger.
The arrangement of the controlling tappets and associated control cams is such that the individual control tappets 16-19 can only act on the control cams 16c-19c in the downwardly pivoted position of the associated lever arm (Fig. 6), whereas they can act with the control cams 16c-19c in their upper positions do not come into contact with the control cam.
The length of the control plunger shown in Fig. 3 can be selected according to the respective requirements so that, for. B. the longest plunger 16 with the shortest upward movement is the control cam
16c of the lever arm 16c corresponding to it, thus allowing the smallest amount of water inflow, that is to say producing a simple portion of coffee stock.
The amount of air sucked in for the purpose of foam formation can also be regulated with the height of the mouth level of the ducts 2, 42, since the deeper the mouth of the duct is, the earlier the flow of hot water into the cylinder 3 begins and the shorter the time sucking in air takes time.
The supply of hot water through the individual channels is also controlled automatically, in accordance with the embodiment shown, e.g. B. in the following way:
Less air is required for the smaller coffee portions; this is how the longest control tappet controls
16, the hot water flows into the cylinder 3 via the lower channel 2. For this purpose, the control cam 16c corresponding to the control tappet 16 is in mechanical actuation connection with the opening rod 46 of the valve 43, which releases the hot water via the channel 2 (FIGS. 4 and 5).
As soon as the control rod 16 corresponding lever arm 16e for the purpose of actuating the hydraulic
Working piston 8 is pivoted down, at the same time the control cam 16c through its bolt extension also pivot the lever arm 32, which by means of the linkage connected to it also the
Arm 37 pivoted into the lower position visible in FIG. 5; This opens the valve 43 by pressing down the slide 46 and releases the path of the hot water through the channels 44.2. As soon as the control plunger 16 strikes the control cam 16c, with the necessary amount of hot water already flowing into the cylinder 3, the same pivots with its pin end 16f also the lever arm 32 with the arm 37 connected to it into the position visible in FIG the spring 45 closes the valve 43.
According to the invention, it is possible to use the device by selecting the length and number of control plungers 16-19 for the automatic preparation of portions of the desired size or quantities of coffee stock, i.e. H. to measure the required hot water quantities and the proportional or necessary foam-generating air quantity. When preparing each coffee stock, the boiling process is initiated by turning the lever arm corresponding to the control plunger, whereby the amount of hot water or, when preparing cream coffee, also the amount of air is automatically measured by the device and the same after boiling is finished in one for the next cooking process finished initial position is automatically turned off.
Under certain circumstances, only one lever arm may also need to be provided to operate the coffee machine. An embodiment suitable, for example, for cooking two servings is shown in FIGS. In the representation of the upper part of the working cylinder shown in section in FIG. 7, the plungers 17, 18 controlling the two coffee portions are visible, with which, instead of the pushing rollers 16d -19d, only one stop round bolt 52 that can be moved in the lever arm 17c cooperates . The round bolt can be placed opposite any of the control plungers 17 or 18 corresponding to the amounts of coffee to be cooked, u. between by means of an adjusting knob 50 sliding on the axis 21 and the arm 51 adjoining it and the push bolt 71.
The control plunger actuated by the working piston strikes the bolt 52 and thereby swivels the lever arm 17e upwards and with it also the control cam 17c, thereby switching the control slide 12, whereby a cooking process takes place automatically in the manner already described.
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