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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Zubereitung und Abgabe von Heissgetränken, insbesondere Kaffee, Tee oder ähnlichen Aufgussgetränken, mit einer Abgabestelle mit einem zur Aufnahme des zu brühenden Aufgussmateriales dienenden Filterträger, an die eine über einen Wärmeaustauscher geführte Heisswasserzuführleitung angeschlossen ist, sowie mit einem Dosierzylinder, der durch einen darin gleitend geführten Dosierkolben in eine Luftkammer und eine Wasserkammer unterteilt ist, wobei die Luftkammer mit einer Druckgasquelle über eine Druckgaszuführleitung in Verbindung steht, die mindestens ein der Regelung der Druckgaszufuhr dienendes Druckgaszuführventil enthält.
Bekanntlich gibt es im wesentlichen zweierlei Systeme, um den für den Durchsatz von Heisswasser durch ein Aufgussmaterial, wie gemahlenen Kaffee od. dgl., erforderlichen Druck zu erzeugen. Einmal wird die Erhöhung des Druckes des aus einer Versorgungsleitung stammenden Kaltwassers durch ein Kolben-Zylinder-System mit unterschiedlichen Druckflächen verschieden dimensionierter Kolben erzielt, wobei jedoch der Nachteil eines ausserordentlich hohen Kaltwasserverbrauches eintritt, der bis zum Zehnfachen der für eine Aufgussportion tatsächlich benötigten Wassermenge beträgt. Nach einem andern System erfolgt die Druckerhöhung mittels einer Pumpe, die jedoch gegen im Wasser vorhandene Schwebstoffe empfindlich ist.
Ausserdem ergibt sich bei diesem System ein hoher zusätzlicher Warmwasserverbrauch von etwa 20 bis 100%, der naturgemäss mit einem unwirtschaftlichen Heizleistungsverbrauch und mit höheren Kalkablagerungen verknüpft ist. Eine weitere unangenehme Nebenerscheinung dieses Systems besteht darin, dass der zurückbleibende Sud des Aufgussmateriales sehr feucht bleibt, so dass seine Entfernung aus dem Filterträger mit Schwierigkeiten verknüpft ist und oft zu Beschmutzungen der Kleidung der Bedienungsperson führt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die obgenannten Mängel dieser beiden bisher üblichen Systeme zu vermeiden und eine Vorrichtung der eingangs bezeichneten Gattung so auszugestalten, dass der Wasser- und auch der Energiebedarf zur Herstellung eines Heissgetränkes bzw. einer Brühe auf ein optimales Minimum verringert wird, indem die jeweils benötigte, wählbare, zu erhitzende Wassermenge absolut der Grösse der jeweils herzustellenden Portion des Heissgetränkes entspricht. Ferner ist es ein Ziel der Erfindung, den verbleibenden Sud des Aufgussmateriales derart trocken anfallen zu lassen, dass er ohne Schwierigkeiten und ohne Verschmutzungsgefahr aus dem Filterträger entfernt werden kann.
Bei einer aus der CH-PS Nr. 438623 bekannten Vorrichtung der eingangs bezeichneten Gattung erfolgt die Zufuhr und Abgabe der Heisswassermenge dosiert unter dem Druck eines Druckgases, doch werden die einzelnen Mengen durch die Höhe des Druckes dosiert. Diese vorbekannte Vorrichtung kann deshalb aus verschiedenerlei Gründen nicht befriedigend funktionieren, insbesondere deshalb nicht, weil die Aufgussmaterialien in der Praxis verschiedene Durchlässigkeiten aufweisen, die z. B. von der Mahlfeinheit und etlichen andern Faktoren abhängig sind. Einem bestimmten vorbemessbaren Gasdruck lässt sich deshalb keineswegs eine bestimmte Abgabemenge zuordnen.
Die Erfindung beruht demgegenüber auf der Erkenntnis, dass die Verwendung von Druckgas, insbesondere Druckluft, nicht nur eine absolut zuverlässige und exakte volumetrische Dosierung der jeweils für eine Getränkeportion erforderlichen Wassermenge ermöglicht, die völlig unabhängig vom Feinheitsgrad des Aufgussmateriales ist, sondern dass diese Verwendung von Druckluft ausserdem - nach dem eigentlichen Brühvorgang - auch eine vorteilhafte Austrocknung des nass zurückbleibenden Sudes zulässt, wonach demnach der Filterträger sauber entleert werden kann.
An sich ist es zwar aus der AT-PS Nr. 232219 bereits bekannt, ein zum Füllen eines portionierenden Behälters verwendetes Druckgas nach dem Brühvorgang durch das Aufgussmaterial hindurchzuführen, . doch wird bei dieser vorbekannten Vorrichtung das Druckgas nicht zum Portionieren der Flüssigkeit verwendet, erfüllt also nicht jene vorteilhafte Doppelfunktion, die ihm erfindungsgemäss zugedacht wird.
Dem wesentlichsten Erfindungsmerkmal zufolge ist bei einer Vorrichtung der eingangs bezeichneten Gattung an die Abgabestelle mit dem Filterträger sowohl die Heisswasserzuführleitung als auch eine von der Druckgasquelle über das bei jedem Brühvorgang betätigte Druckgaszuführventil geführte Druckgasleitung angeschlossen, wobei die Abgabestelle ihrerseits ein Ventil umfasst, das in einer Stellung die Heisswasserzuführleitung und in der andern Stellung diese Druckgasleitung freigibt bzw. sperrt.
Demnach dosiert der Kolben des Dosierzylinders bei der erfindungsgemässen Vorrichtung
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tatsächlich volumetrisch, d. h. die dem Brühvorgang zugeführte Wassermenge wird nicht von dem auf der Luftseite des Kolbens herrschenden Luftdruck, sondern ausschliesslich von der jeweils exakt wählbaren Grösse der Wasserkammer bestimmt. Wohl dient zur mechanischen Verstellung des Kolbens Druckluft. doch ist die Grösse des Verstellweges jeweils von Schaltelementen bestimmbar und in keiner Weise von der Höhe des auf den Kolben wirkenden Luftdruckes abhängig.
Der Luftdruck auf der Luftseite des Kolbens bedarf vielmehr keiner feinfühligen Regelung, sondern er braucht bloss gross genug sein, um den Kolben - gegen den Wasserdruck - in eine vorbestimmte Stellung zu verschieben, bei der die Grösse der Wasserkammer der abzugebenden Heisswassermenge entspricht.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ist die von der Druck- gasquelle zur Abgabestelle führende Druckgasleitung als Zweigleitung für das Druckgaszuführventil an die von der Druckgasquelle zur Luftkammer des Dosierzylinders führende Druckgaszuführleitung angeschlossen, wobei das Druckgaszuführventil in einer Stellung die Druckgaszufuhr zur Luftkammer des Dosierzylinders sowie in die zur Abgabestelle führende Druckgaszweigleitung freigibt, in der andern Stellung hingegen-während der Rückführung des Dosierkolbens in dessen Ausgangs- stellung-die Luftkammer des Dosierzylinders über eine Auslassleitung mit der Atmosphäre verbindet und entlüftet.
Nachstehend ist der Erfindungsgegenstand an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert.
Die beispielsweise dargestellte Vorrichtung, deren Aufbau in der Zeichnung schematisch gezeigt ist, umfasst im einzelnen einen wasser- und dampfgefüllten Kessel-l-, der mittels einer beliebig gestaltbaren Heizung. z. B. einer elektrischen Widerstandsheizung --2--, beheizbar ist und in dem die Temperatur von einem Thermostaten --3-- über nicht dargestellte Regeleinrichtungen konstant bei etwa 100 C gehalten wird.
In diesem Kessel-l-befindet sich ein üblicher Wärmeaustauscher --4--, über den eine jeweils zum portionsweisen Aufbrühen von Kaffee gewählte Wassermenge einer Abgabestelle zugeführt wird, u. zw. erfolgt die Wasserzufuhr aus der Kaltwasser-Versorgungsleitung --5-- über ein Rückschlagventil --6-- in die vom Dosierkolben --7-- begrenzte Wasserkammer --8-- des Dosierzylinders --9-- und über die Kaltwasserzuführleitung --10-- zum Wärmeaustauscher --4--. Das im Wärmeaustauscher --4-- erhitzte Wasser gelangt über die Heiss- wasserzuführleitung --11-- zur üblich gestalteten und deshalb im einzelnen nicht dargestellten Abgabestelle, an welcher sich zumindest ein Magnetventil --12-- befindet,
das über eine elektrische Leitung --13-- mit dem die Vorrichtung steuernden Relais --14-- verbunden ist. An der Abgabestelle ist der Filterträger --15-- angeordnet, in dem sich das Aufgussmaterial, z. B. gemahlener, zu brühender Kaffee, befindet, und aus dem die Brühe in die bereitzustellende Tasse --16-- gelangt.
In der Stellung --1-- des Magnetventiles --12-- ist die Heisswasserzuführleitung --11-- mit dem Filterträger --15-- verbunden.
Die Verstellung des im Dosierzylinder --9-- geführten Dosierkolbens --7-- erfolgt erfindungsgemäss mittels eines Druckgases, u. zw. wird das von einem Verdichter --17-- erzeugte, in einem Windkessel --18-- mit konstant gehaltenem Druck von etwa 10 bar gespeicherte Druckgas über eine Druckgaszuführleitung --19--, in der ein Magnetventil --20-- angeordnet ist, der Luftkammer --21-des Dosierzylinders --9-- zugeführt. Dieses Magnetventil --20-- ist gleichfalls dem Relais --14-angeschlossen, u. zw. über die elektrische Leitung --22--.
An das Magnetventil --20-- ist ferner eine in die Atmosphäre mündende Auslassleitung --23-- sowie eine zur Abgabestelle, d. h. zu deren Magnetventil --12-- führende Druckgas-Zweigleitung --24-- angeschlossen. In der Stellung 1 des Magnetventiles --20-- wird die Druckgaszuführleitung --19-- sowohl mit der Luftkammer --21-- des Dosierzylinders --9-- als auch mit der Druckgas-Zweigleitung --24-- verbunden, in der Stellung 2 verbindet das Ventil die Luftkammer --21-- mit der Auslassleitung --23--. Die Druckgas- -Zweigleitung--24-- ist in der Stellung 2 des Magnetventiles --12-- mit dem Filterträger --15-- verbunden.
Das genannte Relais --14-- wird mittels nicht dargestellter Schalter bzw. Steuerorgane, z. B. mittels wahlweise und willkürlich händisch betätigbarer Druckknopf-Schalter, über Steuerleitungen - -25--, von denen der Einfachheit halber nur eine dargestellt ist, gesteuert und ist über die in beliebiger Anzahl vorzusehenden Steuerleitungen --26 und 27-- mit dem im Dosierzylinder --9--
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verschiebbaren Kolben bzw. dessen Kolbenstange gekoppelt, wobei die zur Steuerung erforderlichen, durch die Kolbenbewegung ausgelösten Impulse durch Kontakte, z. B. Mikroschalter, in das Relais --14-- übertragen werden.
Die Wirkungsweise der beispielsweise dargestellten Vorrichtung ist wie folgt : Durch die Betätigung eines von mehreren nicht dargestellten, der Wahl der jeweils für die Herstellung einer Getränkeportion dienenden Schaltern wird dem Relais --14-- über eine Steuerleitung --25-- ein Impuls erteilt, der es zunächst veranlasst, über die Leitung --22-- das Magnetventil --20-- in jene Stellung 1 zu bringen, bei welcher der Luftkammer --21-- des Dosierzylinders --9-- Druckgas über die Druckgaszufuhrleitung --19-- aus dem Windkessel --18-- des Verdichters --17-- zugeführt wird.
Gleichzeitig füllt sich bei dieser Stellung 1 des Magnetventiles --20-- die Zweigleitung --24-- mit verdichtetem Druckgas.
Infolge der Druckgaszufuhr zur Luftkammer --21-- des Dosierzylinders --9-- bewegt sich der Dosierkolben --7-- in der Zeichnung betrachtet gegen den Wasserdruck in der Wasserkammer --8-nach rechts, das Rückschlagventil --6-- wird dadurch geschlossen und aus der Wasserkammer - 8-des Dosierzylinders-9-stammendes Wasser wird in einer jeweils durch die Schalterbetätigung vorbestimmbaren, wählbaren Menge über die wasserführenden Leitungen --10 und 11--, vom Wärmeaustauscher --4-- erhitzt, der Abgabestelle zugeführt.
Das in dieser Abgabestelle angeordnete Magnetventil --12-- wurde durch die Auslösung des
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Im Zuge der Verschiebung des Dosierkolbens --7-- im Dosierzylinder --9-- werden durch den Dosierkolben selbst oder durch dessen Kolbenstange od. dgl. nur schematisch angedeutete Mikroschalter od. dgl. Kontakte betätigt, die in einer Vielzahl, nämlich verschieden grossen Portionen entsprechend angeordnet sein können und mittels derer über die zum Relais --14-- führenden Steuerleitungen --26, 27-- diesem Relais --14-- verschiedenerlei Impulse erteilt werden, sobald die jeweils gewünschte und durch Schalterbetätigung willkürlich gewählte Wassermenge aus dem Dosier- zylinder --9-- ausgestossen wurde.
Beim Einlangen dieses zweiten durch das Erreichen der jeweiligen Grenzstellung des Dosierkolbens --7-- ausgelösten Impulses verstellt das Relais --14-- das Magnetventil --20-- in eine Stellung 2, bei welcher die Druckgaszufuhr zur Luftkammer --21-- des Dosierzylinders --9-- unterbrochen und somit der Dosierkolben --7-- in seiner jeweiligen Grenzstellung stillgesetzt wird ; die Luftkammer --21-- des Dosierzylinders --9-- wird in dieser Stellung 2 des Magnetventiles --20-- mit der Auslassleitung --23-- verbunden und entlüftet. Der Dosierkolben --7-- kehrt somit unter der Wirkung des Wasserdruckes in der vom Rückschlagventil --6-- geöffneten Kaltwasserversorgungsleitung --5-- wieder in seine Ausgangsstellung zurück. Die Druckgaszweigleitung --24-- wird im Bereich des Magnetventiles-20-- geschlossen.
Gleichzeitig wird aber die zur Abgabestelle führende Druckgaszweigleitung --24--, in welcher sich während der Stellung 1 des Magnetventiles-20-- Druckgas gespeichert hat. über das vom Relais --14-- gleichfalls gesteuerte, in die Stellung 2 gebrachte Magnetventil --12-- an Stelle der Heisswasserzuführleitung --11-- mit dem Filterträger --15-- verbunden, und die expandierende Luft aus dieser Druckgaszweigleitung --24-- durchströmt das feuchte Aufgussmaterial, z. B. Kaffeesud, presst die darin noch vorhandene Brühe aus und trocknet den Rückstand so wirksam, dass sich der Filterträger --15-- ohne Schwierigkeit entleeren lässt.
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