Kaffeeröstmaschine. Die vorliegende Erfindung bezieht sieh auf eine Kaffeeröstmaschine mit einer Röst- trommel, in welcher ein Überdruck aufrecht erhalten werden kann.
Es ist schon verschiedentlich vorgeschla gen worden, Kaffee unter Überdruck zu rö sten, damit die flüchtigen Aromastoffe in grö sserem Masse zurückgehalten werden können. Die bisherigen, nach diesem Druckverfahren arbeitenden Maschinen haben aber keine be friedigenden Resultate geliefert, hauptsächlich deswegen, weil sie es nicht ermöglichten, den gerösteten Kaffee auch unter Überdruck un ter diejenige Temperatur abzukühlen, bei w el- cher die wichtizsten Aromastoffe bei nornra- lem Druck noch flüchtig sind.
Die Kaffeeröstmaschine kennzeichnet sieh erfindungsgmäss durch ein Anzeigeorgan für die Temperatur des Röstgutes, ein Anzeige organ für den in der Trommel herrschenden Überdruck, ein unter einem vorbestimmten Überdruck sieh öffnendes Gas- und Dampf aus der Trommel und durch Mittel, welche die Einführung eines wärme absorbierenden Kühlmittels in die Trommel unter Vermeidung einer Druckver minderung gestatten.
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungs gemässen Kaffeeröstmaschine ist in der Zeich- nlng dargestellt.
Fig.1 zeigt eine Seitenansicht der vollstän digen Maschine, wobei die Trommel selbst in Axialriehtung geschnitten ist.
Fig. 2 zeigt, teilweise im Schnitt und teil weise in Ansicht, in grösserem Massstab die im Instrumentenlasten angeordneten Anzeige- und Steuerorgane.
Fig. 3 stellt in stark vergrössertem Mass stab die eingangsseitige Lagerstelle der Trom mel und die Anordnung der verschiedenen Zu leitungen an dieser Stelle dar.
Fig. 4 erläutert in ähnlicher Weise die An ordnung des Druckregulierventils an der aus- gangsseitigen Trommellagerstelle.
Fig. 5 und 5a zeigen die Ausbildung des E infülltriehters.
Fig. 6 erläutert eine Einspritzvorrichtruig für Kaltwasser.
Nach Fig. 1 weist. die Maschine ein Ge häuse 1 auf, in dessen Stirnwänden die Lager 2 und 3 für eine drehbare Rösttrommel an geordnet sind. Diese Rösttrommel weist einen verschliessbaren Einfüllträchter 5 auf, dessen Ausbildung an Hand der Fig. 5 und 5a näher beschrieben werden wird. Die Trommel wird durch zwei oder mehr Gasbrenner 6 erhitzt, die an die Leitung 7 angeschlossen sind, wel che unter Wirkung eines im Instrumenten leasten 8 eingebauten Steuerorgans entweder an die Gasspeiseleitung 9 angeschlossen oder von ihr abgetrennt ist.
Ein Stichflammenbren- ner 10 kann finit Vorteil direkt an die Gas speiseleitung 9 angeschlossen sein, damit Gas, das aus den Brennern 6 austritt, automatisch angezündet wird.
Damit die heissen Verbrennungsgase nicht in den offenen Raum ausströmen, weist das Gehäuse 1 nicht nur Stirnwände, sondern auch Längswände auf und ist auf der Oberseite durch gewölbte Isolierdeckel 12 bedeckt, die zwischen sich einen Schlitz freilassen, in wel chem der Einfülltriclter 5 umlaufen kann. Dieser Schlitz ist durch eine gebogene Haube 13 überdeckt, die entweder weggeschoben wer den kann oder einen abhebbaren Deckel auf weist, so dass der Einfülltriehter 5 freigelegt werden kann.
An geeigneter Stelle mündet ein nicht ge zeichnetes Gasabzugsrohr in den die Trommel 4 umgebenden Gehäuseraum.
Die Trommel wird von einem Motor 14 angetrieben, dessen Abtriebswelle 15 ein Ket tenritzel 16 trägt, welches über eine Glieder kette 17 mit einem Kettenrad 18 verbunden ist, welches drehfest mit der Trommel 4 ver bunden ist.
Unter der Trommel ist auf einer Vertikal welle 19 eine horizontale Scheibe 20 gelagert. Ein auf der Welle 19 aufgekeiltes Kegelrad 21 kämmt mit einem Kegelrad 22, das auf der Welle 23 aufgekeilt ist. Eine ein- und ausrieht- bare Kupplung 24 ermöglicht die Herstellung einer direkten Antriebsverbindung zwischen den aufeinander ausgerichteten Wellen 23 und 15, so dass also die Scheibe 20 wahlweise vom Motor 14 aus angetrieben werden kann. Diese Scheibe dient zum Auskühlen des aus der Trommel 4 entnommenen Kaffees und wirkt deshalb in bekannter Weise mit feststehenden Leit- oder Rührschaufeln 25 zusammen.
An der Maschine ist ein Behälter für ein unter Überdruel stehendes Kühlmedium an geordnet, der in diesem Fall durch einen Heiss wasserbehälter 26 gebildet wird, in welchem überhitztes Wasser von beispielsweise 140 C gespeiehert ist.
Es ist über eine Leitung 27, die durch einen Schieber 28 verschlossen werden kann, mit dem Trommeleingang verbunden, wie das aus Fig. 3 genauer ersichtlich ist. An der Frontplatte des Instrumentenkastens 8 sind ein Temperaturmessorgan 80a, ein Druekmess- organ 80, eine einstellbare Uhr 97 und ein ver stellbares Einstellorgan 94 angeordnet.
Das Temperaturmessorgan ist über die Messleitung 33 mit einem Temperaturfühler 34 verbunden, das sich vom Eingang der Trom- mel in axialer Riehtung in deren Innenraum erstreckt.
Da im Innern der Trommel in bekannter Weise Mitnehmerschaufeln 35 angeordnet sind, die das Röstgut im Trommelinnern umwälzen, fällt im Betrieb das Röstgut immer wieder auf den Temperaturfühler 34, so dass derselbe annähernd die wirkliebe Durchschnittstempe ratur des Röstgutes annimmt. Das Druckmess- organ ist über die Messleitung 36 mit dem Trommelinnern verbunden und dient zur lau fenden Anzeige des in der Trommel herrschen den Druckes. Im übrigen werden die Organe des Instrumentenkastens und die Art der Ein führung der Messleitungen an Hand der Fig. 2 und 3 noch eingebender erläutert werden.
Ein an Hand von Fig. 4 noch genauer zu beschreibendes Gas- und Dampfauslassventil am Ausgang der Trommel leitet alle austreten den Gase und Dämpfe in ein Seblangenrohr 38, das durch einen Kühlmantel 39 gekühlt wird, indem diesem Kühlmantel aus der Lei tung 40 Friselwasser zugeführt wird, welches bei 41 wieder ausfliesst. Aus dem so gebildeten Kondensator fliessen die kondensierbaren Dämpfe bei 42 als Kondensat in das Messge fä ss 43, so dass sie in diesem Messgefäss aufgefan gen und in ihrer Menge messbar sind.
Nach Fig.3 ist in die Stirnwand l' der Trommel 4 ein Hohlwellenzapfen 44 gasdieht eingesetzt, der im Lager 2 gelagert ist und auf dem das Kettenrad 18 aufgekeilt ist. Koaxial zu diesem Hohlwellenzapfen 44 ist ein festste hendes Rohr 45 in die Trommel eingeführt, und eine Stopfbüchse 46 wirkt in bekannter Weise mit einem Innenbund 47 und einem Dichtungsring 48 so zusammen,
dass trotz Dre hung der Welle 44 aus dem Rohr 45 keine (aase längs dieser Verbindungsstelle aiisti.eten können. In das Rohr 45 münden < las Kühlinittel- zuleitungsrohr 27 und die Druekmessleitung> 36 ein.
Damit das zuzuleitende Kühlinediurn um- gehindert. in die Trommel 4 einströmen kann, ist das siebartig gelochte Endteil 47n- des Roh res 45, das in die Trommel hineinragt, von einer Siebhaube 49 abgedeckt., welche ve.rhin- fiert, dass Kaffee diese Einmündungsstelle ver- deeken kann.
Koaxial zum Rohr 45 ist ein Verbindungs röhrchen 50 für die Temperaturmessleitung 33 und den als geschlossenen Hohlkörper ausge bildeten Temperaturfühler 34 im Innern des Rohres 45 angeordnet. Diese Verbindungslei tung, weist eine wärmeisolierende Wandung auf, damit für die Temperaturanzeige nur die Temperatur des Fühlers 34 massgebend ist. Das äussere Ende des Rohres 45 ist durch eine Überwurfmutter 51 abgedichtet.
Nach Fig. 4 ist auch in der zweiten Stirn wand 4'' der Trommel ein Hohlwellenzapfen 52 gasdieht eingesetzt, der im Lager 3 drehbar ist. Er weist einen durchlöcherten äussern Fortsatz 53 auf, in welchem ein Abschlussstück 54 eingeschraubt ist, dessen Aussenteil 55 als Mehrkantkopf ausgebildet ist. Das Ventil gehäuse 37 umgibt diesen Rohrzapfen 53 und ist am Gehäuse 1 lösbar angeschraubt.
Der Schaft 56 eines Kegelventils 57 ist in Axialbohrungen des Abschlussstückes 54, 55 und der Gehäusestirnw and 37' drehbar und verschiebbar, wobei eine Dichtungsschraube 58 auf einen Packungsring 59 so einwirkt, dass längs der Durchführung des Schaftes 56 keine Gase aus dem Gehäuse 37 austreten können.
Eine Feder 60 stützt sich einerends am Ab- schlussstüek 55 und anderends am Ventilteller 57 ab und ist also bestrebt, diesen Ventilteller gegen den Ventilsitz 61 im Innern der Welle 52 zu pressen. Der Federdruck und damit der Grenzdruck in der Trommel 4 kann durch Verdrehung des Abschlussstückes 54 verändert werden. An einer Nase 62 des Gehäuses 37 ist ein Entlastungshebel 63 angeordnet, der mit dem Ventilschaft 56 durch eine Rollkupplung 64 so verbunden ist, dass dieser Ventilschaft sich ungehindert mit der Welle 52 drehen kann, aber auch zur Öffnung des Ventils nach rechts verschoben werden kann.
Nach den Fig.5 und 5a ist der Einfüll trichter 5 in einen Rohrstutzen 65 einge schraubt, der in radialer Richtung von der Trommel absteht. Oberhalb eines Innenbundes 66 dieses Rohrstutzens befinden sich diametral gegenüberliegende Umfangsschlitze, die das Einschieben einer Schieberplatte 67 ermögli chen, welehe vom eingesehraubten Trichter gegen die Oberseite des Bundes 66 gepresst wird, die also einen Sitz für diese Platte bil det. Durch Losschrauben des Trichters 5, des sen oberer Rand zu diesem Zweck mit Hand griffen 67 versehen ist, wird auch die Schie- berplatte gelöst.
Allfällig noch vorhandener Überdruck in der Trommel bewirkt aber kein -NV egschleudern des Abschlussorgans, sondern die eingeschlossenen Gase und Dämpfe können nun durch diese erwähnten Schlitze seitlich ausströmen, weil ja die Platte 67 nur in ihrer Ebene verschiebbar ist.
Unter Bezugnahme auf Fig. 2 werden nun noch die Mess- und Steuerorgane beschrieben. Die Druckmessleitung 36 mündet. in den feststehenden Boden 68 eines Balgkörpers 69 ein, dessen Deckel einen Stift 70 trägt. Dieser Stift wird durch eine Mittelbohrung eines fest stehenden Führungsstückes 71 vertikal ver schiebbar geführt.
Weil der Innenraum des Balgkörpers 69 stets mit dem Innenraum der Trommel 4 in Verbindung steht (Messleitung 36 - Rohr 45) steht. er stets unter dem in der Trommel herrschenden Druck, und der Balg körper ist bestrebt, sich auszudehnen.
Das Ende des Stiftes 70 liegt an der Unterseite eines um den Horizontalzapfen 72 schwenkbaren Hebels 73 an, der unter Wir kung der Zugfeder 74 nach unten gezogen wird. Am äussern Ende des Hebels 73 ist ein Zugseil 75 befestigt, das um eine Rolle 76 ge schlungen ist und am Ende einer bei 77 be festigten Zugfeder 78 angehängt ist. Die Zug kraft der Feder 74 überwiegt wesentlich die jenige der Feder 78, die nur die Aufgabe hat, das. Zugseil 75 stets gespannt zu halten. Auf der Rolle 76 sitzt ein Zeiger 79, der über einer in atü geeichten Skalenseheibe 80 spielt.
Dieser Zeiger zeigt also fortwährend den in der Trommel 4 herrschenden Druck an.
In an sich genau gleicher Weise ist die Temperatur-Anzeigeeinrichtung ausgebildet, indem die Teile 68a, 69a, 70a, 71.a., 73a, 74a, 75a, <I>76a, 78a, 79a,</I> 80a genau gleich ausgebil det sind und wirken wie die entsprechenden, mit gleichen Bezugszeichen versehenen Teile der Druckanzeigevorriehtung, nur ist die Ska lenseheibe 80a in Celsiusgraden geeicht.
Damit die Länge des Balges 69a und damit die Stel lung des Zeigers 79a auf der Scheibe 80a eine Funktion der Temperatur des Fühlers 34 und damit des Röstgutes ist, bilden der Balg 69a, die Messleitung 33, die Verbindungsleitung 50 und der Fühler 34 zusammen einen gesehlos- senen Hohlraum, dessen Innendruek von der Temperatur des Fühlers 34 abhängig ist. Er kann mit Luft oder einem trockenen Dampf gefüllt sein. Er kann auch vollständig mit Flüssigkeit ausgefüllt sein, oder er kann auch luftleer sein und teilweise mit einer Flüssig keit gefüllt sein, so dass deren von der Tem peratur abhängiger Dampfdrueli den Innen druck bestimmt.
Die Höhenstellung des Hebels 73a, das heisst die im Fühler 34 gemessene Temperatur, wird zusätzlich dazu benützt, den Gaszustrom zu den Brennern 6 über die Leitung 7 bei einer vorbestimmten Temperatur abzusperren. Zu diesem Zweck ist in einem Ventilgehäuse 81 der Schaft 82 eines Ventilkegels vertikal ver stellbar, und eine Druckfeder 84 ist bestrebt, den Ventilkegel 83 gegen den Ventilsitz 85 zu pressen und damit den Zustrom von Gas aus der Leitung 9 in die Brennerzuleitung 7 zu drosseln.
Zu diesem Zweck ist am Ende des Ventil- sehaftes 82 ein Zugseil 86 befestigt, das über die Umlenkrollen 87 und 88 zu einem Schieber 89 geführt ist, welcher auf dem Temperatur- fühlkegel 73a verschiebbar und feststellbar ist.
Die Umlenkrolle 88 ist ortsfest gelagert. Hingegen ist die Umlenkrolle 87 auf einen um den Horizontalzapfen schwenkbaren Hebel 91 gelagert. Vom freien Ende des Hebels 91 führt ein Zugseil 92 auf eine Speicherrolle 93, die drehfest mit einer Einstellscheibe 94 verbun den ist. Durch Verdrehung der Scheibe 94 gegen eine feststehende Marke 95 wird also der Hebel entweder gehoben oder gesenkt. Da durch verlängert sich entweder die längs des Seils 86 gemessene Distanz zwischen dem Schieber 89 und dem Ventilschaft 82 oder sie verkürzt sich. Beim Heben des Hebels 91 wird also auch das Ventil 83 mehr vom Sitz 95 ab- gehoben, und beim Senken des Hebels 91 wird das Ventil 83 gegen seine Schliesslage verstellt.
Im erstgenannten Fall muss also die Tempera tur des Fühlers 34 höher ansteigen, bis durch die entsprechende Aufwärtsbewegung des He bels 73a das Ventil 83 gesehlossen wird als im zweiten Fall. Die Scheibe 94 stellt also ein ver stellbares Organ dar, mit welchem die Tem peratur des Röstgutes, die automatisch eine Unterbrechung der Bebeizung bewirkt, ver stellt werden kann.
Der Ventilkegel 83 ist so geformt, dass die Gaszufuhr durch die Leitung 7 zuerst allmäh lich gedrosselt und erst nachher ganz gesperrt wird.
Selbstverständlich müssen die Federn 78a und 84 umd 74a so aufeinander abgestimmt werden, dass die gewünschte Regeleharakteri- stik erreicht wird. Die Verschiebbarkeit des Sehfiebers 89 längs des Hebels 73a und die Ver- sehiebbarkeit der Rolle 87 längs des Hebels 91 erleichtern die Erzielung einer gewünschten Regeleharakteristik.
Ein Uhrwerk 96 kann mit Hilfe eines über einer Zeitscheibe 97 verdrehbaren Armes 98 aufgezogen werden, wobei der Arm 98 nach her unter geregelter Geschwindigkeit zurück läuft.
Beim Rösten von Kaffee geht man nun wie folgt vor: .
Nach Lösen des Trichters 5 und Heraus ziehen des Sehfiebers 67 kann ein bestimmtes Quantum -von rohen Kaffeebohnen in die Trommel 4- eingefüllt -erden. Darauf wird der Sehfieber<B>67</B> wieder eingesehoben, und der Trichter wird festgesehraubt.
Da im Anfangsstadium die Temperatur in der Trommel 4 sowieso niedri- ist, ist. (las Gas ventil 83-85 offen und die 'Brenner 6 bren nen. Der Motor 1 4 wird ein-esehaltet, so da( sieh die Trommel 4 dreht. Die Charge er wärmt sich, und nach Überschreiten der Siede- temperatur verdampft. das in den Bohnen ent haltene Wasser, so dass der Druck in der Trommel ansteigt.
Das Ansteigen des Druckes in der Trom mel wird durch die Stellung des Zeigers 79 auf der Scheibe 80 fortwährend angezeigt, und die Stellung des Zeigers 79a auf der Scheibe 80a zeigt fortwährend die Tempera tur des Röstgutes an. Der Druck steigt bis zu einem Grenzwert an, der durch die Kraft der Feder 60 bestimmt ist. Auf diesem Wert wird der Druck verbleiben, indem zusätzlich er zeugte Dämpfe durch das Ventil 37 in den Kondensator ausströmen. Im Messgefäss 43 sammelt sieh das Kondensat an, und seine Menge kann abgelesen werden. Bei einer ein gestellten Temperatur, z. B. 210 C des Röst- gutes, wird die Glasleitung 7 abgesperrt, und der Röster stellt die Uhr 97 auf einen durch Erfahrun g gewonnenen Wert von beispiels weise 5 Minuten ein.
In dieser Zeit steigt die Röstguttemperatur noch etwas an, beispiels weise auf 220 C. Nun wird nach Ablauf der eingestellten Zeit der Schieber 28 geöffnet, und es strömt eine Mischung von überhitztem Wasser und Dampf in die Trommel 4 ein, wo bei der Druck dieses Kühlmittels höher als der eingestellte Trommeldruck ist. Der Dampf strömt aus dem Ventil aus, ohne dass in dieser Phase der Tromneldruck abnimmt. Hingegen kühlt sich der Kaffee auf die Dampftempera tur ab, so dass die am Zeiger 97a ablesbare Röstguttemperatur rasch auf den Wert 140 C absinkt. Diese Temperatur liegt unter dem Siedepunkt der wichtigsten Aromastoffe, so dass nun das Ventil 37 nach Schliessen des Schiebers 28 durch Betätigung des Hebels 63 entlastet werden darf, ohne dass weitere Aronastoffe wegdampfen.
In dieser Abschluss phase wird ein besonderer Abschlussschieber 7a in der Gaszuleitung geschlossen.
Es kann nun der Trichter 5 wieder geöff net werden bzw. die Platte 67 herausgezogen werden, und nach Drehung der Trommel 4 um 1S0 fällt der geröstete Kaffee auf die Scheibe 20, worauf eine neue Charge einge füllt werden kann. Zum Auskühlen, des ge rösteten Kaffees wird nachher die Kupplung 24 eingerückt.
Es wird darauf verzichtet, den ganzen Röstvorgang zu automatisieren, weil je nach den besonderen Wünschen der Kundschaft und nach den besonderen Eigenschaften des Kaffees der Röster die Möglichkeit haben muss, die Röstbedingungen zu verändern. So zeigt beispielsweise die Menge des in der An- heizphase anfallenden Kondensates den Was sergehalt des Rohkaffees an, und es ist ihm möglich, die Endtemperatur beim Rösten auf einen gewünschten Wert einzustellen, wie er auch die Zeit, während welcher der Kaffee auf Maximaltemperatur gehalten wird, wählen kann.
An Stelle von überhitztem Wasser, trocke nem Dampf oder Pressluft kann auch Kalt wasser zum Abkühlen verwendet werden.
In diesem Fall sind Mittel vorgesehen, um solches Kaltwasser stossweise in dosierten Men gen in die Trommel einspritzen zu können.
Eine solche Einrichtung ist schematisch in Fig. 6 dargestellt.
Durch das Rohr 45 ist ein Einspritzrohr <B>101</B> in die Trommel 4 eingeführt und durch eine Spritzdüse 102 abgeschlossen. Es ist an die Druckseite einer von Hand betätigbaren :Kolbenpumpe angeschlossen, wobei ein Rüek- schlagventil in der Leitung<B>101</B> verhindert., dass der Trommelüberdruck auf die Druck seite des Pumpenkolbens 103 einwirken kann, der im Pumpenzylinder 104 verschiebbar ist.
Kaltwasser kann durch das Ventil 106 bei der Aufwärtsbewegung des Kolbens 103 von der Speiseleitung 107 her auf dessen Unterseite gelangen. Bei jedem Kolbenstoss wird eine be stimmte Wassermenge in die Trommel 4 ein gespritzt, und der Röster kann die weitere Wassereinspritzung unterlassen, wenn die Röstguttemperatur unter beispielsweise 130 gesunken ist. Da bei so hohen Temperaturen das eingespritzte Wasser fortwährend ver dampft, bleibt der Druck in der Trommel un verändert.