Verfahren zur Kaffeebereitung und Kaffeemaschine zur Durchführung des Verfahrens Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kaffeebereitung sowie eine Kaffeemaschine zur Durchführung des Verfahrens.
Es sind Verfahren und Maschinen bekannt, bei denen darauf ausgegangen wird, in einem Gerät, wel ches eine Röstkammer, eine Kaffeemühle und eine Brühkammer aufweist, grössere Mengen von Roh kaffee zu rösten, nachträglich zu mahlen und schliess lich zu brühen, wobei stets die Auffassung bestand, es sollte dabei eine zur Bedienung mehrerer Personen ausreichende Menge an trinkfertigem Kaffee zusam men hergestellt werden. Bekannte Apparaturen die ser Art arbeiten nicht automatisch, das heisst, die einzelnen Vorgänge müssen willkürlich eingeleitet und beendet, teils auch laufend überwacht werden.
Zum Umrühren des Kaffees in der Röstkammer und zum Mahlen des gerösteten Kaffees ist eine Kurbel von Hand zu drehen, so dass abgesehen vom relativ kurzen Brühvorgang die Kaffeebereitung laufende über wachung erfordert.
Es ist zwar auch bekannt, trinkfertigen Kaffee vollautomatisch dadurch herzustellen, dass man den Brüchigkeitsgrad der in der Rösttrommel befindlichen Kaffeebohnen laufend überwacht und die Bohnen nach und nach zerkleinert und der Mühle zuführt. Aber auch hier wird die gleichzeitige Bereitung grö sserer, zur Bedienung mehrerer Personen bestimmter Kaffeemengen angestrebt.
Demgegenüber geht nun die Erfindung von durch aus neuen und nicht naheliegenden Grundgedanken aus. Das Verfahren gemäss der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der rohe Kaffee in zur Berei tung je einer einzigen Portion trinkfertigen Kaffees bestimmten Mengen vollautomatisch geröstet, gemah len und gebrüht wird. Vorzugsweise wird der Kaffee in der Röstkammer bei von anfänglich rund 400 C in einem heissen Luftstrom auf rund 250-300 C absinkender Temperatur im Schwebezustand in weni ger als einer Minute geröstet, anschliessend bei unter halb der Rösttemperaturen liegender Temperatur von z. B. 170 C ausgereift.
Der jeweiligen gleichzeitigen Bereitung nur einer einzelnen Tasse oder Portion trinkfertigen Kaffees stand vor allem ein erhebliches Vorurteil entgegen, indem nämlich angenommen wurde, es sei unwirtschaftlich und praktisch ausge schlossen, innert nützlicher Frist einer Mehrzahl von Personen eine Tasse Kaffee zu bereiten, wenn jede einzelne Menge separat geröstet, gemahlen und ge brüht werde.
Diese Bedenken sind jedoch unbegrün det, wenn einerseits im Schweberöstverfahren ge arbeitet wird, und wenn bei absinkender Lufttem peratur im oben erwähnten, ziemlich eng umrissenen Rahmen geröstet wird, wobei es sich herausgestellt hat, dass eine vorzügliche Röstung innerhalb weniger als einer Minute erzielbar ist.
Da der Mahl- und Brüh vorgang nicht sehr viel Zeit beansprucht und vor zugsweise jeweils ein Röstvorgang zeitlich zusammen fallend mit dem Mahl- und Brühvorgang einer anderen Kaffeemenge ausgeführt werden kann, ist die Herstel lungszeit für den trinkfertigen Kaffee weitgehend durch die Dauer des Röstvorganges bestimmt, so dass entgegen dem oben erwähnten Vorurteil in rascher Folge mehrere Tassen von Kaffee bereitet werden können.
Der grosse Vorzug des erfindungsgemässen Vorgehens besteht ausserdem darin, dass jeder Person ein absolut individueller Kaffee geboten werden kann, das heisst, der Gast kann zum voraus genau bestim men, welchen Rohkaffee oder welches Rohkaffee gemisch und welchen Röstgrad er wünscht. Dabei bietet wiederum die Schweberöstung die Möglichkeit, in der erwähnten kurzen Zeit jede Sorte und jedes Sortengemisch von Rohkaffee tadellos und praktisch gleichmässig auf den gewünschten Grad zu rösten.
Obwohl es also an sich bekannt ist, grössere Mengen von Rohkaffee in einer Apparatur nacheinander zu rösten, zu mahlen und zu brühen, und obgleich es an sich auch bekannt war, Rohkaffee in grossen Mengen im Schwebeverfahren zu rösten, stellt doch das er findungsgemässe Verfahren eine durchaus neuartige Lehre für die Bereitung trinkfertigen Kaffees dar, welche eine erhebliche Bereicherung gerade im Gast gewerbe mit sich bringt, weil es erstmals praktisch und wirtschaftlich möglich wird, jedem Gast seinen in jeder Beziehung durchaus persönlichen Kaffee in kurzer Zeit anzubieten.
Es ist dabei möglich, alle Maschinenteile, insbesondere die Röstkammer und die Brühkammer, klein zu dimensionieren, wobei sich relativ kleine Gesamtdimensionen der Maschine er geben, die sich natürlich auch auf den Preis auswirken. Die Maschine ist daher nicht nur für das Gastgewerbe, sondern auch für den Haushalt geeignet. Es ist vor allem möglich, dank den geringen Abmessungen der Röstkammer und der gleichzeitigen Röstung kleiner Kaffeemengen trotz der sehr raschen Röstung eine ver hältnismässig geringe Leistungsaufnahme für den oder die Lufterhitzer zu wählen, welche den Anschluss der Apparatur an jeder Stelle des Netzes erlaubt.
Die erfindungsgemässe Kaffeemaschine zur Durch führung des erfindungsgemässen Verfahrens ist ge kennzeichnet durch eine automatisch gesteuerte Röst- vorrichtung mit sich nach oben erweiternder Kammer für Schweberöstung, eine auf die Röstkammer fol gende, von letzterer durch ein automatisches Steuer organ trennbare, automatisch gesteuerte Kaffeemühle und eine auf die Kaffeemühle folgende, von letzterer durch ein automatisches Steuerorgan trennbare Brüh kammer mit automatisch gesteuerter Brühwasserzu- fuhr. Bei der oben erwähnten, bekannten,
auch auto matisch arbeitenden Apparatur zur Bereitung trink fertigen Kaffees steht dagegen der Röstraum ständig in Verbindung mit der Kaffeemühle, und der Ausgang derselben mündet ständig direkt in den Brühraum. Zur rasch aufeinanderfolgenden Bereitung einzelner Kaffeemengen ist es aber wesentlich, die einzelnen Behandlungsräume voneinander trennen zu können. Von besonderer Wichtigkeit ist diese Möglichkeit dann, wenn eine neue Rohkaffeemenge geröstet wird, während die vorher geröstete noch gemahlen und ge brüht wird. Sollen hierbei wirklich individuelle Men gen trinkfertigen Kaffees entstehen, so müssen die gleichzeitig in Bearbeitung stehenden Mengen pein lich getrennt gehalten werden, was. die erfindungs gemässe Apparatur erlaubt.
Im folgenden sind anhand der Zeichnung Aus führungsbeispiele der erfindungsgemässen Kaffee maschine und des erfindungsgemässen Verfahrens näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Kaffeemaschine zum vollautomatischen Zubereiten von Portionen trinkfertigen Kaffees aus Rohbohnen.
Die Fig. 2 und 3 zeigen wesentliche Bestandteile der in Fig. 1 dargestellten Kaffeemaschine in grösserem Massstab. Fig. 4 ist ein Schaltschema der elektrischen Aus rüstung der in Fig. 1 dargestellten Kaffeemaschine.
Fig. 5 ist ein elektrisches Schaltschema einer Aus führungsvariante der in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Kaffeemaschine.
Fig. 6 zeigt schematisch den mechanischen Auf bau eines Teils der Ausführungsvariante nach Fig. 5. Fig. 7 und 8 sind Zeitdiagramme zu den Schalt- schematas nach Fig. 4 bzw. 5, und Fig. 9 ist ein Diagramm zur Erläuterung des Röst verfahrens.
Die in Fig. 1 dargestellte Kaffeemaschine besitzt eine im oberen Teil derselben angeordnete Röstvor- richtung, eine Kaffeemühle und eine im unteren Teil der Maschine befindliche Brühvorrichtung. Die Röst- vorrichtung weist eine eigentliche Röstkammer 1 auf, die vorzugsweise aus einem leicht konischen Glas behälter besteht, welcher wegnehmbar aufgesetzt ist. Am oberen Ende des Röstraumes 1 ist eine Einfüll- öffnung 2 vorgesehen, die normalerweise durch eine Klappe 3 abgeschlossen ist.
Durch Einwärtsschwen- ken der Klappe 3 mittels eines Knopfes 4 können über der Klappe 3 eingefüllte Kaffeebohnen in den Röstraum 1 eingelassen werden. Der Röstraum 1 steht mit einer darunterliegenden Kammer 5 in Ver bindung, in welche ein geneigtes Sieb 6 eingesetzt ist. Der untere Ausgang des Röstraumes 1 ist im dar gestellten Zustand durch eine Röstkammerklappe 7 und das Sieb 6 derart verschlossen, dass die in der Röstkammer 1 befindlichen Kaffeebohnen 8 nicht nach unten austreten können. Der Raum 5 steht über das Sieb 6 mit einem Kanal in Verbindung, in welchen ein zylinderartiger Heizkörper 9 mit Heizrippen 10 (Fig. 2) eingesetzt ist.
Der Heizkörper 9, welcher als massiver Metallzylinder mit einer elektrischen Heiz- wicklung 11 ausgebildet ist, weist eine erhebliche Wärmekapazität auf, und seine Solltemperatur wird durch einen Thermostaten 12 festgelegt. Die Maschine weist ferner einen Ventilator 13 auf, welcher von einem Motor 14 angetrieben wird und welcher über ein Umsteuerventil 15, eine Leitung 16, entlang der Heizrippen 10 des Erhitzers 9 und durch den Raum 5 der Röstkammer 1 Luft zuzuführen gestattet. Mit dem oberen Ende der Röstkammer 1 ist eine Luft leitung 17 verbunden, welche in einen Zyklon 18 führt, aus welchem die Luft über einen geeigneten Ab luftkanal ins Freie weggeleitet wird.
Unterhalb des Raumes 5 und der Klappe 7 be findet sich eine Kühlkammer 19, welche einseitig durch eine Klappe 20 begrenzt ist. Über das Um steuerventil 15 und eine Leitung 21 kann durch ein Sieb 22 Luft vom Ventilator 13 in die Kammer 19 eingelassen werden, welche am obern Ende der Kam mer 19 entweder direkt austreten kann oder bei um gesteuerten Klappen 7 und 20 durch den Röstraum 1 und den Zyklon 18 austreten kann. Die Klappen 7 und 20 sind durch eine Lasche 23 miteinander ver bunden, und die Klappe 20 kann durch einen Elektro magneten 24 um einen Drehpunkt 25 aus der dar gestellten Lage im Uhrzeigersinn verschwenkt werden, bis das untere Ende der Klappe 20 an den unteren Rand des Siebes 22 anstösst und somit die Kammer <B>19</B> nach unten verschliesst.
Durch diese Schwenk bewegung der Klappe 20 wird auch die Klappe 7 um ihren Drehpunkt 26 verschwenkt und damit die Klappe 7 vom Sieb 6 entfernt, so dass die Kaffee bohnen 8 aus der Röstkammer 1 in die Kammer 19 fallen können. Das Umsteuerventil 15 wird von einem Elektromagneten 27 betätigt, welcher im unerregten Zustande das Umsteuerventil in die in Fig. 1 dar gestellte Lage gehen lässt und in erregtem Zustande das Umsteuerventil 15 in eine Stellung bringt, in wel cher die vom Ventilator 13 gelieferte Luft durch die Leitung 21 und das Sieb 22 in die Kammer 19 ein tritt.
Unter der Kammer 19 befindet sich eine Kaffee mühle 28, die vom gemeinsamen Motor 14 angetrie ben wird. Die Kaffeemühle kann durch einen Be tätigungsknopf 29 eingestellt werden, um die Körnung des gemahlenen Kaffees je nach Wunsch einzustellen. Der Ausgang der Kaffeemühle ist über ein flexibles Rohr 30 mit einem Trichter 31 verbunden, dessen Ausgang über einem Schieber 32 mündet.
Im Schie ber 32 ist eine Öffnung 33 vorgesehen, welche min destens so gross ist wie die Ausgangsöffnung des Trich ters 31 und welche durch Erregen eines Elektro magneten 34 entgegen der Wirkung einer Feder 35 (Fi(Y.3) unter den Trichter 31 verschoben werden kann und somit einen Durchlass zwischen dem Trichter 31 und einer darunterliegenden Brühkammer 36 her stellt.
Die Brühkammer 36 wird von einem Rohr 37 (Fig.3) gebildet und ist nach unten konisch er weitert. Zwischen dem Rohr 37 und einem Mantel 38' bzw. einem Mantelsteg 38" ist eine Wicklung 39 eingesetzt, welche in stromdurchflossenem Zustand einen magnetischen Fluss durch das z. B. aus Stahl bestehende Rohr 37, über einen obern Konus 40, und in der Hauptsache über den Mantelsteg 38", den Ankerteil 44', einer Abschlussklappe 44 und eine untere Abschlussscheibe 41 verursacht. Zwischen dem Rohr 37 und dem Konus 40 ist ein Ring 42 aus nicht magnetisierbarem Material eingesetzt, und ein ähn licher Ring 43 ist auch zwischen dem Stahlrohr 37 und der Scheibe 41 eingesetzt.
Die Ringe 42 und 43 haben den Zweck, den magnetischen Fluss zwischen dem Rohr 37 und dem Konus 40 bzw. der Scheibe 41 nach aussen austreten zu lassen und somit eine magnetische Anziehung auf den Schieber 32 bzw. auf den Rand einer unteren Abschlussklappe 44 der Brühkammer 36 auszuüben.
Die Abschlussklappe 44 ist auf einer Achse 45 drehbar gelagert und fällt bei stromloser Magnetspule 39 in die in Fig.3 darge stellte Offenlage. Wird die Magnetspule 39 erregt, so wird die Abschlussklappe 44 am Ankerteil 44' ange zogen und liegt mit einer kreisringförmigen Dich tungsfläche 46 gegen den unteren Rand des Brüh kammerrohres 37 an.
Nötigenfalls kann entweder auf der Dichtungsfläche 46 oder aber in der zwischen dem Rohr 37 und der Scheibe 41 gebildeten Nut 47 ein Dichtungsring eingebracht werden. über einer konischen Verteilung 48 der Klappe 44 ist ein feines Filtersieb 49 gespannt, durch welches in später be schriebener Weise der Kaffee aus der Brühkammer 36 in ein Auslaufrohr 50 ausfliessen kann. In der Klappe 44 ist eine schlitzartige, flache Düse 51 vorgesehen, welche auf die Oberseite des Siebes 49 gerichtet ist und durch welche über eine Leitung 52 ein flacher Strahl von Spülwasser auf das Sieb 49 gespritzt wer den kann. Die Spülwasserzufuhr wird durch ein Elektroventil 53 (Spule 53') gesteuert.
Am oberen Ende des Brühkammerrohres 37 bzw. des Konus 40 ist eine seitliche Bohrung 54 vorgesehen, durch welche das Brühwasser über eine Leitung 55 von oben in die Brühkammer 36 eingeleitet werden kann. Die Brüh wasserzufuhr wird durch ein Elektroventil 56 (Spule 56') in später erläuterter Weise gesteuert. Sowohl das Spülwasser als auch das Brühwasser wird aus einem thermostatisch geregelten Boiler 57 üblicher Bauart bezogen. Ober einen Hahn 58 kann ferner heisses Wasser zu Spülzwecken an einem Ausguss 59 heraus gelassen werden.
Unter den Ausgüssen 50 und 59 ist ein Abstellrost 60 vorgesehen, auf welchen die zu füllenden Tassen aufgesetzt werden können und durch welches das Abwasser in nicht dargestellter Weise nach unten wegfliessen kann. Das kalte Wasser wird über eine Zuleitung 61, ein Absperrventil 62 und einen automatischen Druckregler 63 dem Boiler zu geführt und wird auf einen konstanten Druck von rund 0,5 Atü geregelt.
Der Trichter 31 ist in nicht näher dargestellter Weise mit einem wechselstromgespiesenen Elektro magneten 64 verbunden, welcher dazu dient, den Trichter 31 in Vibration zu versetzen und den ge mahlenen Kaffee mit Sicherheit aus der Mühle 28 in die Brühkammer 36 zu befördern.
Die elektrische Ausrüstung (Fig. 4) der Kaffee maschine wird von einem Dreiphasennetz 0, U,<I>V, W</I> gespiesen. Der Boiler 57, welcher durch einen Thermostaten 65 überwacht wird, ist ständig an das Netz angeschlossen und wird daher ständig geheizt, solange die Maschine in Betrieb steht, ebenso die Heizwendel 11 des Lufterhitzers 9. Diese wird über ein Relais 66 gespiesen, welches durch den Thermo staten 12 gesteuert wird. Für den Fall eines Versagens des Thermostaten 12 oder des Relais 66 ist eine überhitzungssicherung 67 vorgesehen, welche bei überhitzung des Erhitzers schmilzt und den Heiz stromkreis unterbricht.
Der Motor 14 der Kaffee maschine ist über ein Schütz 68 an das Drehstrom netz anschaltbar. Das Schütz 68 kann durch einen Druckknopf 69 eingeschaltet werden und hält sich über einen Selbsthaltekontakt 70, solange der beweg liche Kontakt eines Schalters 71 mit Erde (Nulleiter 0) verbunden ist. Mit der einen Klemme der Schalt schützenwicklung 68 ist ein Gleichrichter 72 verbun den, welcher mit einem Kondensator 73, einer Re laiswicklung 74 und einem Widerstand 75 verbunden ist. Der Widerstand 75 ist mit einem Spannungsstabili sator 76 verbunden, welcher an einen veränderlichen Widerstand 77 eine konstante Gleichspannung ab gibt.
Der Ab-reifer des Widerstandes 77 ist mit der Steuerelektrode (Zündelektrode) einer Kaltkathoden röhre 78 verbunden. Die Steuerelektrode der Röhre 78 ist über einen Kondensator 79 geerdet und kann eben falls über einen Widerstand 80 und einen Kontakt des Relais 74 an Erde gelegt werden. Die Schaltung weist ferner einen Synchronmotor 81 auf, welcher eine Nockenwelle 82 mit einer Anzahl von Steuer nocken 83 bis 90 antreibt, und zwar mit einer Ge schwindigkeit von einer Umdrehung in rund 40 Se kunden. Die Nockenscheibe 83 weist eine Kerbe auf, in welche im dargestellten Ruhezustand der Schal tung ein beweglicher Kontakt 91 eingreift und eine Drehung der Nockenwelle 82 hindert.
Der Kontakt 91 steht ebenfalls unter dem Einfluss des Relais 74 und wird aus der Kerbe der Nockenscheibe 83 heraus gehoben und an den gegenüberliegenden festen Kon takt gelegt, wenn die Relaiswicklung 74 Strom er hält. Die Nockenscheibe 84 steuert den bereits er wähnten Kontakt 71. Die Nockenscheibe 85 steuert einen Kontakt 92, welcher bei Umschaltung aus der dargestellten Lage die Elektromagnete 27, 34 und 64 unter Strom setzt. Diese Magnete entsprechen den in Fig. 1 mit denselben Bezugszeichen versehenen Elektromagneten.
Die Nockenscheibe 86 steuert einen Kontakt 93, welcher bei Umschaltung aus der dar gestellten Lage den ebenfalls in Fig. 1 dargestellten Magneten 24 unter Strom setzt. Die Nockenscheibe 87 steuert einen Kontakt 94, welcher bei Umschal tung aus der dargestellten Lage einen Doppelweg- Bleichrichter 95 speist, welcher den Strom für die Brühkammerspule 39 liefert. Die Nockenscheibe 88 betätigt einen Kontakt 96, welcher bei Umschaltung aus der dargestellten Lage das Elektroventil 56 be tätigt und damit die Zufuhr von Brühwasser über wacht.
Die Nockenscheibe 90 betätigt einen Kontakt 97, welcher das Elektroventil 53 zwecks Zufuhr von Spülwasser zur Düse 51 (Fig. 1 und 3) überwacht.
Die dargestellte Kaffeemaschine arbeitet wie folgt: Zuerst wird eine Portion roher Kaffeebohnen in die über der oberen Abschlussklappe 3 der Röstkam- mer 1 gebildete Vertiefung 2 eingefüllt und hierauf der Startknopf 69 gedrückt. Damit wird das Schütz 68 eingeschaltet und hält sich über seinen Selbsthaltekon- takt 70, womit auch der Motor 14 zu laufen beginnt. Über den Gleichrichter 72 wird nun sofort der Kon densator 73 aufgeladen und über die Widerstände 75 und 77 wird der Kondensator 79 langsam aufgeladen, so dass das Potential an der Steuerelektrode der Kalt kathodenröhre 78 langsam ansteigt.
Der Widerstand 77 und der Kondensator 79 sind so bemessen, dass die Kaltkathodenröhre 78 nach etwa 40 Sekunden leitend und das Relais 74 durch den Anodenstrom der Röhre 78 erregt wird.
Kurz vor oder gleichzeitig mit der Betätigung des Startknopfes 69 wird die Klappe 3 der Röstkam- mer 1 durch Drehen des Knopfes 4 geöffnet, so dass die auf der Klappe 3 befindlichen Kaffeebohnen in die Röstkammer 1 hinunterfallen können, wo sie in den aus dem Ventilator 13 durch das Umsteuerventil 15, die Leitung 16, den Erhitzer 9, das Sieb 6 und die Kammer 5 in die Röstkammer 1 fliessenden Luftstrom gelangen, in demselben stark durchwirbelt werden und sofort stark und gleichmässig erhitzt werden.
Die Heiz- bzw. Lufterwärmungscharakteristik des Luft- erhitzers 9 ist durch die Formgebung und die Wärme leitfähigkeit seiner Rippen 10 so bemessen, dass die Lufttemperatur anfänglich rund 400 bis 500 C be trägt und dann innerhalb von 30 bis 50 Sekunden auf 250 bis 300 absinkt. Als besonders günstiger Temperaturverlauf für mehrere Kaffeesorten wurde der in Fig. 9 dargestellte ermittelt, gemäss welchem die Temperatur von anfänglich 450 C innerhalb von 40 Sekunden auf rund 270 C absinkt. Bei diesem Temperaturverlauf werden die Kaffeebohnen in der Zeit von 40 Sekunden, die in Fig. 7 mit R (Rösten) bezeichnet ist, tadellos geröstet.
Der in Fig. 9 dar gestellte Temperaturverlauf wird automatisch durch die Abkühlung der Heizrippen 10, welche mit dem als Wärmespeicher wirkenden Lufterhitzer 9 in zweck entsprechender wärmeleitender Verbindung stehen, erreicht. Um auf der ganzen Länge des Lufterhitzers eine möglichst gleichmässige Abkühlung zu erzielen, sind auf der Seite des Lufteintritts auf der Leitung 16 die Heizrippen 10 teilweise entfernt, während auf der Austrittsseite des Lufterhitzers alle Heizrippen 10 vorhanden sind. Es erfolgt daher auch auf der Austrittsseite des Lufterhitzers eine genügende Küh lung durch den bereits erhitzten Luftstrom.
Der Lufterhitzerkörper 9 wird durch die Heizung 11, wel che ihrerseits durch den Thermostaten 12 geregelt wird, auch während des Röstprozesses praktisch auf der Solltemperatur von beispielsweise 450' C gehalten. Nur die Rippen 10, entlang welcher sich die Luft er wärmt, kühlen sich während des Röstvorganges merk lich ab und werden in der darauffolgenden Betriebs pause durch den Lufterhitzerkörper 9 sofort wieder auf die Ausgangstemperatur erwärmt. Während des Röstvorganges werden die feinen Hüllen der Kaffee bohnen und andere eventuelle Fremdkörper vom Luft strom über die Leitung 17 in den Zyklon 18 getragen und dort abgelagert.
Nach Ablauf des Röstvorganges wird nun, wie erwähnt, das Relais 74 erregt und schaltet den Kon takt 91 um, so dass derselbe aus der Kerbe der Nok- kenscheibe 83 austritt und daher eine Drehung der Nockenwelle 82 gestattet und zugleich den Synchron motor 81 unter Spannung setzt. Durch das Anlaufen des Synchronmotors 81 wird die Nockenscheibe 83 so weit verdreht, dass der Kontakt 91 nicht mehr in die Kerbe derselben zurückfallen kann, wenn das Relais 74 abfällt. Durch die Erregung des Relais 74 wird der Kondensator 79 über den Widerstand 80 entladen. Die Röhre 78 bleibt jedoch leitend, so dass das Relais 74 angezogen bleibt, und eine neue Ruf ladung des Kondensators 79 ist daher nicht möglich.
Nach kurzer Drehung der Nockenwelle 82 wird der Kontakt 93 umgelegt, womit der Magnet 24 erregt wird und die Klappen 20 und 7 umlegt. Damit wird der Ausgang der Röstkammer freigelegt, und die Kaffeebohnen 8 können aus der Röstkammer 1 in die Kühlkammer 19 hinunterfallen. Gleichzeitig mit dem Kontakt 93 ist auch der Kontakt 92 umgelegt worden, so dass der Umsteuermagnet 27 betätigt wurde und das Umsteuerventil 15 so umgelegt hat, dass nun der aus dem Ventilator 13 kommende Luftstrom durch die Leitung 21 und das Sieb 22 in die Kühlkammer 19 eintritt. Durch diesen kalten Luftstrom werden die Kaffeebohnen in der Kühlkammer 19 intensiv gekühlt, so dass sich das Aroma in denselben richtig ausbilden kann.
Die Dauer des Kühlvorganges, wel cher in Fig.7 mit K bezeichnet ist, beträgt rund 8 Sekunden. Nach Ablauf dieser Zeit schaltet die Nockenscheibe 86 den Kontakt 93 wieder zurück, wo mit der Magnet 24 stromlos wird und die Klappen 20 und 7 in die dargestellte Lage zurückgehen lässt. Damit können die Kaffeebohnen aus der Kühlkammer 19 in die Kaffeemühle 28 fallen, wo sie gemahlen werden. Mit dem Umschaltmagneten 27 ist auch der Magnet 64 zur Vibration des Trichters unter Strom gesetzt worden.
Durch die Erregung des Magneten 34 wurde die Durchlassöffnung 33 des Schiebers 32 über die Brühkammer 36 verschoben, so dass nun der gemah lene Kaffee aus der :Mühle 28 durch das vibrierende Rohr 30 und den vibrierenden Trichter 31 in die Brühkammer 36 gelangen kann.
Vor Beginn des Mah- lens ist auch der Kontakt 94 durch die Nockenscheibe 87 umgesteuert worden, so dass die Brühkammerspule 39 Strom erhält und die untere Abschlussklappe 44 in die in Fig. 1 dargestellte Lage angezogen und damit den unteren Ausgang der Brühkammer 36 dicht ver schlossen hat. Das von oben in die Brühkammer 36 einfallende Kaffeepulver sammelt sich auf dem Filter sieb 49 und erreicht in der engen Brühkammer 36 eine erhebliche Höhe.
Nach weiteren ungefähr 10 bis 12 Sekunden ist der in Fig. 7 mit M angedeutete Mahl vorgang beendet, in welchem Zeitpunkt der Kontakt 71 durch die Nockenscheibe 84 umgelegt und damit das Schaltschütz 68 und das Relais 74 zum Abfallen gebracht werden. Dadurch wird der Motor 14 an gehalten. Ungefähr im gleichen Zeitpunkt wird auch der Schalter 92 durch die Nockenscheibe 85 wieder in die dargestellte Lage zurückversetzt, so dass die Ma gnetspulen 27, 64 und 34 stromlos werden.
Dadurch wird der Brühkammerschieber 32 in die in Fig.3 dargestellte Lage zurückgezogen und die Brühkammer 36 auch oben dicht verschlossen, weil der Brüh kammerschieber 32 durch das von der Spule 39 er zeugte Feld gegen den oberen Brühkammerrand an gezogen wird.
Im folgenden wird nun der Kontakt 96 durch die Nockenscheibe 88 aus der dargestellten Lage umgesteuert, wodurch die Spule 56' während eines ersten in Fig. 7 mit Bi bezeichneten kurzen Zeit abschnittes erregt wird und durch Betätigung des Ventils 56 über die Leitung 55 einen ersten kurzen Stoss von Brühwasser von oben in die Brühkammer 36 einleitet.
Es folgen dann zwei weitere in Fig. 7 mit B2 und B3 bezeichnete Brühimpulse, die den Zweck haben, das in der Brühkammer 36 befindliche Kaffee- pulver in der Zeit zwischen zwei Brühimpulsen sich wieder lockern zu lassen, um den nächsten Stoss von Brühwasser überhaupt durchtreten zu lassen.
Da die Kaffeepulversäule in der Brühkammer 36 eine ziemliche Höhe erreicht, und das Brühwasser die ganze Höhe der Brühkammer durchfliessen muss, werden möglichst viele Wasserteilchen an möb lichst vielen Kaffeepulverteilchen vorbeigeführt, wo durch das Kaffeepulver sehr intensiv ausgelaugt und gut ausgenützt wird. Der trinkfertige Kaffee sammelt sich unter dem Filtersieb 49 in der Vertiefung 48 und läuft durch den Ausguss 50 in eine auf den Rost 60 gestellte Tasse.
Nach Beendigung des Brühvorganges wird nun der Kontakt 94 wieder in die dargestellte Lage umgesteuert, wodurch die Spule 39 stromlos wird und die untere Abschlussklappe 44 der Brüh kammer in die in Fig. 3 dargestellte Offenlage fallen lässt. Durch die Nockenscheiben 88 und 90 werden nun ungefähr gleichzeitig die Kontakte 96 und 79 nochmals umgelegt und damit die Elektroventile 53 und 56 unter Strom gesetzt, so dass während einer Zeit von ungefähr 5 Sekunden wiederum Brühwasser durch die Leitung 55 und Spülwasser durch die Lei tung 52 zugeführt wird.
Das durch die Leitung 55 von oben in die Brühkammer eintretende Wasser presst den Kaffeerückstand nach unten aus der Brühkammer, was durch die konische Form der Brühkammer erleichtert bzw. ermöglicht wird. Gleichzeitig wird durch den aus der Düse 51 austretenden Spülwasserstrahl das Fil tersieb 49 sauber abgewaschen. Das Spülwasser und die Kaffeerückstände fallen im Inneren der Maschine direkt in einen nicht dargestellten Ablauf.
Nach Beendigung der zuletzt beschriebenen Brühwasser- und Spülwasserimpulse, die in Fig. 7 mit B und S angedeutet sind, gelangt nun die Kerbe der Nocken scheibe 83 wieder unter den Kontakt 91, so dass dieser in die dargestellte Lage zurückfallen kann. Dadurch wird der Synchronmotor 81 stromlos, und die An lage steht wieder in der in Fig. 4 dargestellten Aus gangslage, in welcher durch Betätigung des Start knopfes 69 ein neuer Arbeitszyklus der Kaffee maschine ausgelöst werden kann.
Wie Fig. 7 anschau lich zeigt, dauert der ganze Arbeitszyklus der Ma schine rund 80 Sekunden, so dass also alle Sekunden eine Portion trinkfertigen Kaffee auf vollautomati schem Wege aus rohen Kaffeebohnen hergestellt wird. Um diesen Arbeitszyklus abzukürzen, ist es an sich erwünscht und möglich, den Röstvorgang derart von den übrigen Vorgängen der Maschine zu trennen, dass stets wieder ein neuer Röstzyklus eingeleitet wer den kann, während das Kühlen, Mahlen und Brühen der vorhergehenden Kaffeeportion noch vor sich geht. Dadurch kann die Leistung der Maschine annähernd verdoppelt werden.
Fig. 5 zeigt das elektrische Schema und Fig. 6 den schematischen Aufbau einer in dieser Weise arbei tenden Maschine, während Fig.8 ein der Fig.7 entsprechendes Zeitdiagramm der in dieser Maschine stattfindenden Vorgänge darstellt. Entsprechende Schaltelemente bzw. Teile sind in Fig. 5 und 6 gleich bezeichnet wie in Fig. 4 bzw. 1. Das Schaltschütz 68 weist zwei Einschaltwicklungen 68' und 68" auf. Die Nockenwelle 82, die wiederum vom Synchronmotor 81 angetrieben wird, ist mit einer weiteren Nocken scheibe 100 versehen, welche über einen Kontakt 101 die Schützenspule 68" steuert.
Die Schaltung weist fer ner einen zweiten Synchronmotor 102 auf, welcher eine Nockenwelle 103 mit zwei Nockenscheiben 104 und 105 antreibt. Der Startschalter 69 steuert den Stromkreis eines Relais 106, welches zusammen mit der Nockenscheibe 104 einen Kontakt 107 beherrscht. Der Kontakt 107 beeinflusst seinerseits die Strom kreise des Synchronmotors 102, der Umsteuerspule 27, der Schützenwicklung 68' und eines Lufterhitzers mit einem Heizventil 108 geringer thermischer Ka pazität, welcher über einen geeigneten regelbaren, z. B. magnetischen oder elektronischen Verstärker oder Regler 109 gespiesen wird. Der Verstärker 109 wird durch ein wärmeempfindliches Schaltelement 110, z.
B. einen Thermistor, überwacht, und steuert die Heizleistung der Heizwendel 108 derart, dass min destens annähernd der in Fig.9 dargestellte Tem peraturverlauf des Heissluftstromes erreicht wird. Bei dieser Ausführungsform der Kaffeemaschine ist die Lasche 23 zwischen den Klappen 20 und 7 wegge lassen, und zur Steuerung der Röstkammerklappe 7 ist ein besonderer Steuermagnet 111 vorgesehen, welcher gemäss Fig. 5 durch eine Nockenscheibe 112 und einen Kontakt 113 beeinflusst wird.
Wie Fig. 6 zeigt, ist ein zweiter Ventilator 130 vorgesehen, wel cher ausschliesslich zur Speisung der Kühlkammer 19 mit Kühlluft dient. Die Umsteuerspule 27 wirkt nicht mehr auf ein Umsteuerventil 15 gemäss Fig. 1, son dern auf ein einfaches Luftventil 150, welches bei erregter Umsteuerspule 27 geöffnet ist und Luft aus dem Ventilator 13 in den Lufterhitzer strömen lässt. Im übrigen bleibt der mechanische Aufbau der Kaffeemaschine wie in Fig. 1 bis 3 dargestellt, und die wesentlichen Vorgänge spielen sich in analoger Weise ab.
Um den zweiten Ventilator 130 einzu sparen, könnte eine dem Sieb 22 entsprechende, durch Wasser oder ein sonstiges geeignetes Kühlmittel ge kühlte Auflagefläche vorgesehen sein, auf welche die Kaffeebohnen nach erfolgter Röstung fallen und genügend gekühlt werden. Mit demselben Kühlmittel könnte gegebenenfalls auch die Mühle gekühlt werden.
Wird der Startknopf 69 gedrückt, so wird das Relais 106 erregt, wodurch der Synchronmotor 102, die Umsteuerspule 27, die Schützspule 68' und der Lufterhitzer 108 Strom erhalten. Der Synchronmotor 102 und der Ventilatormotor 14 beginnen zu laufen, wodurch Luft durch den Lufterhitzer in die Röst- kammer 1 eingeleitet wird.
Der Röstvorgang erfolgt nun in der oben beschriebenen Weise, wobei durch die Erhitzung des Schaltelementes 110 der Verstär ker 109 derart gesteuert wird, dass die dem Luft erhitzer zugeführte Heizleistung absinkt, und prak tisch der in Fig.9 dargestellte Temperaturverlauf der Röstluft erreicht wird.
Der Synchronmotor 102 treibt die Nockenwelle 103 mit ungefähr einer Um drehung in 40 Sekunden, derart, dass nach Ablauf einer Röstzeit von 40 Sekunden, die in Fig. 8 mit R bezeichnet ist, der Umschaltkontakt<B>1</B>14 in die Kerbe der Nockenscheibe 105 einfällt und umgesteuert wird, wodurch der Synchronmotor 81 Strom erhält und anläuft. Damit wird nun durch die Nockenscheibe 83 der Kontakt 91 sofort umgelegt, wodurch die Spei sung des Synchronmotors 81 aufrechterhalten wird. Hierauf fällt der Kontakt 107 wieder in die Kerbe der Nockenscheibe 104 ein, wodurch der Synchron motor 102 stillgelegt, die Heizung ausgeschaltet und die Magnetwicklungen 27 und 68' stromlos werden.
Dadurch wird das Ventil 150 geschlossen. Die Kraft luft wird aus dem Ventilator 130 ständig in die Kühl kammer 19 eingeblasen und kühlt die gerösteten Kaffeebohnen in der beschriebenen Weise. Die Kühl luft entweicht durch Schlitze in der Kühlkammer 19 direkt ins Innere der Maschine. Inzwischen hat die Nockenscheibe 100 eine Umsteuerung des Kontaktes 101 bewirkt, so dass das Schaltschütz 68 über die Wicklung 68" gehalten wird, also der Motor 14 in Betrieb gehalten wird. Ungefähr gleichzeitig wird nun durch die Nockenscheibe 112 der Kontakt 113 kurz zeitig umgelegt und somit über den Magneten 111 die Röstkammerklappe 7 kurzzeitig geöffnet, so dass die gerösteten Kaffeebohnen in die Kühlkammer 19 hinunterfallen können.
Durch das Weiterlaufen der Nockenwelle 82 werden dann die übrigen Vorgänge in der Kaffeemaschine, das heisst das Kühlen der Kaffeebohnen in der Kühlkammer 19, das Mahlen und das Brühen des Kaffees in der oben beschriebenen Weise gesteuert. Fig. 8 zeigt die verschiedenen Schalt zeiten der Segmente der Nockenwellen 82 und 103 bzw. der dadurch gesteuerten Organe bzw. Vorgänge (teilweise entsprechend Fig.7) der Kaffeemaschine.
Ist nach Beendigung des einen Röstprozesses der Synchronmotor 102 in der erwähnten Weise stillgelegt worden, und ist die Klappe 7 der Röstkammer 1 nach dem Ablassen der gerösteten Kaffeebohnen wieder ge schlossen, was etwa nach 42 Sekunden (Fig. 8) der Fall ist, kann grundsätzlich durch Drücken des Start knopfes 69 ein weiterer Röstzyklus eingeleitet werden, wobei sich genau die oben beschriebenen Vorgänge wieder abspielen.
Vor Ablauf dieses zweiten Röst- prozesses ist nach ungefähr 74 Sekunden vom Beginn des ersten Röstprozesses an gerechnet die Nockenwelle 82 in die Ausgangsstellung zurückgelangt, womit diese Nockenwelle sowie die dadurch gesteuerten Organe der Kaffeemaschine in eine Lage zurückversetzt wor den sind, aus welcher sie zu einem weiteren Arbeits zyklus gestartet werden können, wenn am Ende der zweiten Röstperiode der Kontakt 114 in die Kerbe der Nockenscheibe 105 einfällt.
Die beschriebenen Kaffeemaschinen zeichnen sich vor allem dadurch aus, dass sie aus einer beliebigen Sorte von Rohkaffee innert kürzester Zeit eine Portion trinkfertigen Kaffees herzustellen gestatten. Dabei kann nicht nur die Wahl der Kaffeesorte, sondern auch der Grad der Röstung individuellen Wünschen an- gepasst werden. Die Einstellung der Röstzeit erfolgt bei der Schaltung gemäss Fig.4 durch Verändern des variablen Ladewiderstandes 77, wodurch die Zündung der Röhre 78 verschieden rasch erfolgt und somit eine verschieden lange Röstzeit erreicht wird. Es könnte auch ein Druckknopfschalter vorgesehen sein, welcher eine vorzeitige, willkürliche Unterbrechung des Röstprozesses gestattet, durch welchen Druck knopf z.
B. in Fig. 4 der Ladewiderstand 77 oder die Röhre 78 überbrückt werden könnte. Auch bei der Schaltung gemäss Fig. 5 könnte durch geeignete me chanische Mittel oder durch Verwendung der Ver zögerungsschaltung gemäss Fig. 4 anstelle der durch den Synchronmotor 102 angetriebenen Nockenanord- nung eine Einstellbarkeit der Röstdauer oder eine vor zeitige willkürliche Unterbrechung der Röstung er reicht werden.
Eine Einstellung der Röstverhältnisse, insbesondere des Verlaufes der Rösttemperatur, könnte bei der Schaltung gemäss Fig. 5 auch durch entsprechende veränderbare Schaltmittel im Steuer stromkreis des Verstärkers 109 erreicht werden. Eine entsprechende Anpassung der Rösttemperatur kann auch bei der Schaltung nach Fig. 4 vorgesehen wer den, indem man den Schaltpunkt des Thermostaten ändert. Diese Einstellmöglichkeit hat besondere Be deutung, wenn die Röstzeit nicht einstellbar ist.
Anstelle eines Erhitzers gemäss Fig.1 und 4 mit relativ grosser Wärmekapazität oder eines Erhitzers gemäss Fig. 5 mit sehr geringer Wärme kapazität könnte eine Kombination eines trägen und eines trägheitsarmen Erhitzers vorgesehen werden, wobei zum Beispiel der trägheitsarme Direkterhitzer bezüglich des Luftstromes hinter den trägen Erhitzer geschaltet sein könnte. Der Direkt erhitzer übernimmt eine gewisse konstante Erhitzung, während der träge Erhitzer einen mit der Zeit rasch gegen Null absinkenden Erwärmungsanteil liefern könnte, so dass mindestens annähernd der in Fig. 6 dargestellte Temperaturverlauf der Röstluft erreicht würde.
Es ist dabei und auch bei Erhitzung aus schliesslich durch einen trägen Erhitzer (gemäss Fig. 1 und 4) möglich, durch geeignete Dimensionierung des massiven Wärmespeichers und der an diesem an geordneten Heizrippen den gewünschten Temperatur verlauf einzustellen.
Den Erhitzern gemäss Fig. 1 und 4, welche aus einem Wärmespeicher oder Wärmereservoir (9 in Fig. 2) und einem Wärmeaustauscher (Rippen 10 in Fig. 2) bestehen, liegt die wesentliche Idee zugrunde, für jeden Röstzyklus den Wärmeaustauscher auf eine relativ hohe Ausgangstemperatur zu bringen und dann während des Röstzyklus einen Luftstrom durch den Wärmeaustauscher zu schicken.
Die Luft überträgt die empfangene Wärme auf das Röstgut, während sich der Wärmeaustauscher relativ rasch abkühlt und auch die weiterhin vorbeistreichende Luft weniger hoch erhitzt. Dadurch wird verhindert, dass das Röstgut an der Oberfläche überhitzt werden kann. Zugleich weist der Erhitzer einen sehr einfachen Aufbau auf, und die Solltemperatur seines Wärmespeichers kann mittels eines normalen Thermostaten überwacht wer den. Dabei kann die Wärmekapazität des Wärmeaus- tauschers (z. B. der Rippen 10 gemäss Fig. 2) so ge wählt werden, dass die Temperatur der Röstluft gemäss Fig. 9 verläuft.
Ein gewünschter, dem Röstgut ange- passter Temperaturverlauf könnte auch dadurch erzielt werden, dass man den Elementen des Wärmeaustau- schers eine entsprechende Leitfähigkeit gibt. Anstelle von Rippen gemäss Fig. 2 können auch rohrförnüge Rippen vorgesehen sein, welche mit einem geeigneten Wärmespeicher, z. B. einem massiven Zylinder, ver bunden sind.
Durch die Form und Oberflächengestal tung der Wärmeaustauscherelemente sowie durch die Art der wärmeleitenden Verbindung zwischen Wärme- austauscher und Wärmespeicher kann mehr oder weniger Wärme in die Wärmeaustauscher geführt werden, um auch dadurch den Temperaturverlauf der Röstluft zu beeinflussen.
Wird gemäss Fig. 5 nur ein trägheitsloser Direkt erhitzer verwendet, so könnte natürlich die Röst- kammer 1 zugleich auch als Kühlkammer verwendet werden, indem nach erfolgter Röstung lediglich die Heizung abgeschaltet wird, worauf die nicht mehr erhitzte Luft den gerösteten Kaffee in der Röst- kammer kühlt, wie es oben im Zusammenhange mit der besonderen Kühlkammer 19 beschrieben wurde.
Es ist von Vorteil, besonders bei Beginn des Be triebes der Maschine die Brühkammer zu beheizen, so dass sie stets auf annähernd Siedetemperatur ge halten wird. Es erfolgt somit keine Abkühlung des eintretenden Brühwassers, was zur Herstellung eines einwandfreien Kaffees erforderlich ist. Zu diesem Zwecke kann eine besondere Heizwicklung vorgesehen sein oder aber die Brühkammer kann direkt an den Boiler der Maschine angeflanscht und gemeinsam mit demselben isoliert sein.
Die Steuerung der Maschine könnte grundsätzlich auch auf elektrohydraulischem Wege oder rein hydro- mechanisch erfolgen. Gegebenenfalls könnte die Steue rung mindestens eines Teils der Organe der Maschine auch durch Servomotoren erfolgen.
Die Maschine könnte natürlich auch Mittel auf weisen, die das Einbringen von Kaffeezusatz in die Brühkammer gestatten.
Anstelle einer Röstung in heisser Luft könnte auch eine kombinierte Röstung in heisser Luft und im Hochfrequenzfeld oder mittels heisser Luft und Infra- rot-Strahlung verwendet werden.
Die Aromabildung im gerösteten Kaffee kann ent weder durch Lagern desselben oder vorzugsweise in der beschriebenen Weise durch Wirbeln in einem Strom kalter Luft erreicht werden.
Die Mühle könnte entweder für normales Mah len eingestellt sein, in welchem Falle der Kaffee in üblicher Weise über einem Filter gebrüht wird. Die Mühle könnte aber auch so beschaffen sein, dass sie den Kaffee sehr fein mahlt, so dass derselbe direkt in der Tasse mit heissem Wasser angebrüht werden kann. Damit wäre ebenfalls eine sehr einfache und rasche Bereitung von trinkfertigem Kaffee aus Roh bohnen beliebiger Sorten möglich.
Method for preparing coffee and coffee machine for carrying out the method The present invention relates to a method for preparing coffee and a coffee machine for carrying out the method.
There are known methods and machines in which it is assumed that in a device which has a roasting chamber, a coffee grinder and a brewing chamber, larger amounts of raw coffee are roasted, subsequently ground and finally brewed, always with the view existed, there should be a sufficient amount of ready-to-drink coffee to serve several people together men. Known devices of this type do not work automatically, that is, the individual processes have to be initiated and ended arbitrarily, sometimes also continuously monitored.
To stir the coffee in the roasting chamber and to grind the roasted coffee, a crank has to be turned by hand, so that, apart from the relatively short brewing process, the coffee preparation requires ongoing monitoring.
It is also known to produce ready-to-drink coffee fully automatically by continuously monitoring the degree of brittleness of the coffee beans in the roasting drum and gradually comminuting the beans and feeding them to the grinder. But here, too, the aim is to simultaneously prepare larger amounts of coffee intended for serving several people.
In contrast, the invention is now based on fundamental ideas that are new and not obvious. The method according to the invention is characterized in that the raw coffee is roasted, ground and brewed fully automatically in certain quantities for preparing a single portion of ready-to-drink coffee. Preferably, the coffee is roasted in the roasting chamber from initially around 400 C in a hot air stream to around 250-300 C dropping temperature in suspension in less than a minute, then at a temperature below half the roasting temperature of z. B. 170 C.
The respective simultaneous preparation of only a single cup or portion of ready-to-drink coffee stood in the way of a considerable prejudice in that it was assumed that it would be uneconomical and practically impossible to prepare a cup of coffee for a large number of people within a useful period of time if every single amount roasted, ground and brewed separately.
However, these concerns are unfounded if, on the one hand, the roasting method is used, and if roasting takes place in the rather narrow framework mentioned above when the air temperature drops, and it has been found that excellent roasting can be achieved within less than a minute.
Since the grinding and brewing process does not take much time and preferably a roasting process can be carried out at the same time as the grinding and brewing process for a different amount of coffee, the production time for the ready-to-drink coffee is largely determined by the duration of the roasting process. so that, contrary to the prejudice mentioned above, several cups of coffee can be prepared in quick succession.
The great advantage of the procedure according to the invention is also that each person can be offered an absolutely individual coffee, that is, the guest can determine in advance exactly which raw coffee or which raw coffee mixture and which degree of roast he wants. In turn, floating roasting offers the possibility of perfectly and practically evenly roasting every type and mix of green coffee to the desired degree in the short time mentioned.
Although it is known per se to roast, grind and brew large quantities of green coffee one after the other in an apparatus, and although it was also known per se to roast green coffee in large quantities in the suspension process, the method according to the invention is one represents a completely new teaching for the preparation of ready-to-drink coffee, which is a significant enrichment, especially in the hospitality industry, because for the first time it is practically and economically possible to offer every guest their coffee, which is very personal in every respect, in a short time.
It is possible to make all machine parts, in particular the roasting chamber and the brewing chamber, small, with relatively small overall dimensions of the machine, which of course also have an effect on the price. The machine is therefore not only suitable for the hospitality industry, but also for the household. Above all, thanks to the small dimensions of the roasting chamber and the simultaneous roasting of small amounts of coffee, despite the very rapid roasting, it is possible to choose a relatively low power consumption for the air heater (s), which allows the apparatus to be connected to any point in the network.
The coffee machine according to the invention for implementing the method according to the invention is characterized by an automatically controlled roasting device with an upwardly widening chamber for floating roasting, an automatically controlled coffee grinder following the roasting chamber and separable from the latter by an automatic control organ the coffee grinder following, from the latter by an automatic control member separable brewing chamber with automatically controlled brewing water supply. In the above-mentioned, well-known,
On the other hand, even with automatic equipment for the preparation of ready-to-drink coffee, the roasting room is constantly connected to the coffee grinder, and the output of the same always leads directly into the brewing room. In order to prepare individual amounts of coffee in quick succession, it is essential to be able to separate the individual treatment rooms from one another. This option is of particular importance when a new amount of green coffee is roasted while the previously roasted coffee is still being ground and brewed. If really individual quantities of ready-to-drink coffee are to be produced here, the quantities being processed at the same time must be carefully kept separate. the apparatus according to the invention allows.
In the following, exemplary embodiments of the coffee machine according to the invention and the method according to the invention are explained in more detail with reference to the drawing.
Fig. 1 shows a schematic representation of a coffee machine for fully automatic preparation of portions of ready-to-drink coffee from raw beans.
FIGS. 2 and 3 show essential components of the coffee machine shown in FIG. 1 on a larger scale. Fig. 4 is a circuit diagram of the electrical equipment from the coffee maker shown in FIG.
Fig. 5 is an electrical circuit diagram of an imple mentation variant of the coffee machine shown in FIGS. 1 to 4.
Fig. 6 shows schematically the mechanical structure of a part of the embodiment of FIG. 5. Fig. 7 and 8 are timing diagrams for the circuit diagrams of Fig. 4 and 5, and Fig. 9 is a diagram for explaining the roasting process .
The coffee machine shown in FIG. 1 has a roasting device arranged in the upper part of the same, a coffee grinder and a brewing device located in the lower part of the machine. The roasting device has an actual roasting chamber 1, which preferably consists of a slightly conical glass container which can be removed. At the upper end of the roasting room 1 there is a filling opening 2 which is normally closed by a flap 3.
By pivoting the flap 3 inwards by means of a button 4, coffee beans filled in via the flap 3 can be let into the roasting room 1. The roasting room 1 is connected to an underlying chamber 5 in which an inclined sieve 6 is inserted. The lower exit of the roasting room 1 is closed in the state provided by a roasting chamber flap 7 and the sieve 6 in such a way that the coffee beans 8 located in the roasting chamber 1 cannot escape downward. The space 5 is connected via the sieve 6 to a channel in which a cylinder-like heating element 9 with heating ribs 10 (FIG. 2) is inserted.
The heating element 9, which is designed as a solid metal cylinder with an electrical heating coil 11, has a considerable heat capacity, and its setpoint temperature is determined by a thermostat 12. The machine also has a fan 13 which is driven by a motor 14 and which allows air to be supplied via a reversing valve 15, a line 16, along the heating fins 10 of the heater 9 and through the space 5 of the roasting chamber 1. With the upper end of the roasting chamber 1, an air line 17 is connected, which leads into a cyclone 18, from which the air is directed to the outside via a suitable air duct from.
Below the space 5 and the flap 7 there is a cooling chamber 19 which is delimited on one side by a flap 20. About the control valve 15 and a line 21 can be admitted through a sieve 22 air from the fan 13 into the chamber 19, which can either exit directly at the upper end of the Kam mer 19 or with controlled flaps 7 and 20 through the roasting room 1 and the cyclone 18 can exit. The flaps 7 and 20 are connected to each other by a tab 23, and the flap 20 can be pivoted clockwise by an electric magnet 24 about a pivot point 25 from the position is provided until the lower end of the flap 20 to the lower edge of the Sieve 22 and thus the chamber <B> 19 </B> closes downwards.
As a result of this pivoting movement of the flap 20, the flap 7 is also pivoted about its pivot point 26 and thus the flap 7 is removed from the sieve 6 so that the coffee beans 8 can fall from the roasting chamber 1 into the chamber 19. The reversing valve 15 is actuated by an electromagnet 27, which in the unexcited state allows the reversing valve to go into the position shown in FIG Line 21 and the sieve 22 in the chamber 19 occurs.
Under the chamber 19 is a coffee grinder 28, which is driven by the common motor 14 ben. The coffee grinder can be adjusted by a loading button 29 to adjust the grain size of the ground coffee as desired. The outlet of the coffee grinder is connected via a flexible tube 30 to a funnel 31, the outlet of which opens out via a slide 32.
In the slide about 32 an opening 33 is provided which is at least as large as the exit opening of the funnel 31 and which are moved under the funnel 31 by energizing an electric magnet 34 against the action of a spring 35 (Fi (Y.3) can and thus provides a passage between the funnel 31 and an underlying brewing chamber 36 ago.
The brewing chamber 36 is formed by a tube 37 (Figure 3) and is conical downwards it widens. A winding 39 is inserted between the tube 37 and a jacket 38 'or a jacket web 38 "which, in the current-carrying state, causes a magnetic flux through the pipe 37, which is made of steel, for example, via an upper cone 40, and mainly Caused via the jacket web 38 ″, the anchor part 44 ′, a closure flap 44 and a lower closure disk 41. A ring 42 made of non-magnetizable material is inserted between the tube 37 and the cone 40, and a similar ring 43 is also inserted between the steel tube 37 and the disk 41.
The purpose of the rings 42 and 43 is to let the magnetic flux escape to the outside between the tube 37 and the cone 40 or the disk 41 and thus create a magnetic attraction on the slide 32 or on the edge of a lower closure flap 44 of the brewing chamber 36 exercise.
The closing flap 44 is rotatably mounted on an axis 45 and falls when the magnet coil 39 is de-energized into the open position shown in FIG. If the solenoid 39 is energized, the closing flap 44 'is attracted to the armature part 44' and rests against the lower edge of the brewing chamber tube 37 with a circular ring-shaped sealing surface 46.
If necessary, a sealing ring can be introduced either on the sealing surface 46 or in the groove 47 formed between the tube 37 and the disk 41. A fine filter sieve 49 is stretched over a conical distribution 48 of the flap 44, through which the coffee can flow out of the brewing chamber 36 into an outlet pipe 50 in a manner described later. In the flap 44 a slot-like, flat nozzle 51 is provided, which is directed to the top of the sieve 49 and through which a flat jet of rinsing water is sprayed onto the sieve 49 via a line 52 who can. The flushing water supply is controlled by a solenoid valve 53 (coil 53 ').
At the upper end of the brewing chamber tube 37 or the cone 40, a lateral bore 54 is provided through which the brewing water can be introduced into the brewing chamber 36 from above via a line 55. The brewing water supply is controlled by a solenoid valve 56 (coil 56 ') in a manner explained later. Both the rinsing water and the brewing water are drawn from a thermostatically controlled boiler 57 of conventional design. Using a tap 58, hot water can also be let out from a spout 59 for rinsing purposes.
Provided under the spouts 50 and 59 is a storage grate 60 on which the cups to be filled can be placed and through which the waste water can flow downwards in a manner not shown. The cold water is fed to the boiler via a feed line 61, a shut-off valve 62 and an automatic pressure regulator 63 and is regulated to a constant pressure of around 0.5 Atü.
The funnel 31 is connected in a manner not shown with an alternating current-fed electric magnet 64, which serves to set the funnel 31 in vibration and to convey the ground coffee from the grinder 28 into the brewing chamber 36 with certainty.
The electrical equipment (Fig. 4) of the coffee machine is fed by a three-phase network 0, U, <I> V, W </I>. The boiler 57, which is monitored by a thermostat 65, is constantly connected to the network and is therefore constantly heated as long as the machine is in operation, as is the heating coil 11 of the air heater 9. This is fed via a relay 66 which is fed by the Thermo staten 12 is controlled. In the event of failure of the thermostat 12 or the relay 66, an overheating fuse 67 is provided, which melts when the heater overheats and interrupts the heating circuit.
The motor 14 of the coffee machine can be connected to the three-phase network via a contactor 68. The contactor 68 can be switched on by a push button 69 and is held by a self-holding contact 70 as long as the movable contact of a switch 71 is connected to earth (neutral 0). With one terminal of the switching protection winding 68, a rectifier 72 is verbun, which is connected to a capacitor 73, a relay coil 74 and a resistor 75. The resistor 75 is connected to a voltage stabilizer 76, which gives a constant DC voltage to a variable resistor 77.
The wiper of the resistor 77 is connected to the control electrode (ignition electrode) of a cold cathode tube 78. The control electrode of the tube 78 is grounded via a capacitor 79 and can also be connected to ground via a resistor 80 and a contact of the relay 74. The circuit also has a synchronous motor 81 which drives a camshaft 82 with a number of control cams 83 to 90, at a speed of one revolution in around 40 seconds. The cam disk 83 has a notch into which a movable contact 91 engages in the illustrated rest state of the scarf and prevents rotation of the camshaft 82.
The contact 91 is also under the influence of the relay 74 and is lifted out of the notch of the cam 83 and placed on the opposite fixed contact when the relay winding 74 current he holds. The cam disk 84 controls the contact 71 already mentioned. The cam disk 85 controls a contact 92 which, when switching from the position shown, sets the electromagnets 27, 34 and 64 under current. These magnets correspond to the electromagnets provided with the same reference numerals in FIG. 1.
The cam disk 86 controls a contact 93 which, when switching from the position is provided, sets the magnet 24 also shown in FIG. 1 under current. The cam disk 87 controls a contact 94 which, when switching from the position shown, feeds a full-wave bleacher 95 which supplies the current for the brewing chamber coil 39. The cam 88 actuates a contact 96 which, when switching from the position shown, actuates the solenoid valve 56 and thus monitors the supply of brewing water.
The cam disk 90 actuates a contact 97 which monitors the solenoid valve 53 for the purpose of supplying flushing water to the nozzle 51 (FIGS. 1 and 3).
The coffee machine shown works as follows: First, a portion of raw coffee beans is poured into the recess 2 formed above the upper closing flap 3 of the roasting chamber 1 and the start button 69 is then pressed. The contactor 68 is switched on and held by means of its self-holding contact 70, with which the motor 14 also begins to run. The capacitor 73 is now immediately charged via the rectifier 72 and the capacitor 79 is slowly charged via the resistors 75 and 77, so that the potential at the control electrode of the cold cathode tube 78 increases slowly.
The resistor 77 and the capacitor 79 are dimensioned such that the cold cathode tube 78 is conductive after approximately 40 seconds and the relay 74 is excited by the anode current of the tube 78.
Shortly before or simultaneously with the actuation of the start button 69, the flap 3 of the roasting chamber 1 is opened by turning the button 4, so that the coffee beans on the flap 3 can fall down into the roasting chamber 1, where they are fed into the fan 13 pass through the reversing valve 15, the line 16, the heater 9, the sieve 6 and the chamber 5 in the roasting chamber 1 flowing air stream, are strongly swirled in the same and immediately heated strongly and evenly.
The heating or air heating characteristic of the air heater 9 is dimensioned by the shape and the thermal conductivity of its ribs 10 so that the air temperature initially carries around 400 to 500 C and then drops to 250 to 300 within 30 to 50 seconds. The one shown in FIG. 9 was determined to be a particularly favorable temperature profile for several types of coffee, according to which the temperature drops from an initial 450 ° C. to around 270 ° C. within 40 seconds. With this temperature profile, the coffee beans are perfectly roasted in the time of 40 seconds, which is designated in FIG. 7 with R (roasting).
The temperature profile shown in Fig. 9 is automatically achieved by cooling the heating ribs 10, which are in appropriate heat-conducting connection with the air heater 9 acting as a heat storage device. In order to achieve as even cooling as possible over the entire length of the air heater, the heating fins 10 are partially removed on the side of the air inlet on the line 16, while all the heating fins 10 are present on the outlet side of the air heater. There is therefore sufficient cooling on the outlet side of the air heater due to the already heated air flow.
The air heater body 9 is kept practically at the setpoint temperature of 450 ° C., for example, during the roasting process by the heater 11, which in turn is controlled by the thermostat 12. Only the ribs 10, along which the air he warms, cool down noticeably during the roasting process and are immediately warmed up again to the starting temperature in the subsequent operating break by the air heater body 9. During the roasting process, the fine hulls of the coffee beans and other possible foreign bodies are carried by the air stream through the line 17 into the cyclone 18 and deposited there.
After the roasting process, the relay 74 is now, as mentioned, energized and switches the contact 91 so that it emerges from the notch of the cam disc 83 and therefore allows rotation of the camshaft 82 and at the same time the synchronous motor 81 is energized puts. When the synchronous motor 81 starts up, the cam disk 83 is rotated so far that the contact 91 can no longer fall back into the notch of the same when the relay 74 drops out. By energizing relay 74, capacitor 79 is discharged through resistor 80. However, the tube 78 remains conductive, so that the relay 74 remains attracted, and a new charge of the capacitor 79 is therefore not possible.
After a short rotation of the camshaft 82, the contact 93 is turned over, with which the magnet 24 is excited and the flaps 20 and 7 fold over. The exit of the roasting chamber is thus exposed, and the coffee beans 8 can fall down from the roasting chamber 1 into the cooling chamber 19. At the same time as the contact 93, the contact 92 has also been turned over, so that the reversing magnet 27 has been actuated and the reversing valve 15 has been turned so that the air flow coming from the fan 13 now enters the cooling chamber 19 through the line 21 and the sieve 22 . The coffee beans in the cooling chamber 19 are intensively cooled by this cold air stream, so that the aroma can develop properly in the same.
The duration of the cooling process, which is designated by K in FIG. 7, is around 8 seconds. After this time has elapsed, the cam disk 86 switches the contact 93 back again, where the magnet 24 is de-energized and the flaps 20 and 7 return to the position shown. This allows the coffee beans to fall from the cooling chamber 19 into the coffee grinder 28, where they are ground. With the switching magnet 27, the magnet 64 has also been energized to vibrate the funnel.
By energizing the magnet 34, the passage opening 33 of the slide 32 was moved over the brewing chamber 36 so that the ground coffee from the grinder 28 can now pass through the vibrating tube 30 and the vibrating funnel 31 into the brewing chamber 36.
Before the start of grinding, the contact 94 was also reversed by the cam disk 87, so that the brewing chamber coil 39 receives current and the lower closing flap 44 is drawn into the position shown in FIG. 1, thus sealing the lower outlet of the brewing chamber 36 Has. The coffee powder falling from above into the brewing chamber 36 collects on the filter sieve 49 and reaches a considerable height in the narrow brewing chamber 36.
After a further 10 to 12 seconds, the milling process indicated by M in FIG. 7 is ended, at which point the contact 71 is turned over by the cam 84 and thus the contactor 68 and the relay 74 are made to drop. This stops the motor 14 on. At approximately the same point in time, the switch 92 is also returned to the position shown by the cam disk 85, so that the magnetic coils 27, 64 and 34 are de-energized.
As a result, the brewing chamber slide 32 is retracted into the position shown in Figure 3 and the brewing chamber 36 is also tightly closed at the top because the brewing chamber slide 32 is pulled by the field generated by the coil 39 against the upper edge of the brewing chamber.
In the following, the contact 96 is now reversed by the cam 88 from the position shown, whereby the coil 56 'is excited during a first in Fig. 7 with Bi designated short period and by actuating the valve 56 via the line 55 a first short Introducing a surge of brewing water into the brewing chamber 36 from above.
This is followed by two further brewing pulses, designated B2 and B3 in FIG. 7, which have the purpose of loosening the coffee powder located in the brewing chamber 36 in the time between two brewing pulses in order to allow the next burst of brewing water to pass allow.
Since the coffee powder column in the brewing chamber 36 reaches a considerable height, and the brewing water has to flow through the entire height of the brewing chamber, as many water particles as possible are led past as many coffee powder particles as possible, where the coffee powder leaches out and makes good use of it. The ready-to-drink coffee collects under the filter sieve 49 in the recess 48 and runs through the spout 50 into a cup placed on the grate 60.
After completion of the brewing process, the contact 94 is switched back to the position shown, whereby the coil 39 is de-energized and the lower closing flap 44 of the brewing chamber can fall into the open position shown in FIG. By means of the cam disks 88 and 90, the contacts 96 and 79 are now moved again approximately at the same time and the electrovalves 53 and 56 are thus energized, so that brewing water again through line 55 and rinsing water through line 52 over a period of about 5 seconds is fed.
The water entering the brewing chamber from above through line 55 presses the coffee residue downward out of the brewing chamber, which is facilitated or made possible by the conical shape of the brewing chamber. At the same time the Fil tersieb 49 is washed clean by the jet of rinsing water exiting the nozzle 51. The rinsing water and the coffee residues fall inside the machine directly into a drain (not shown).
After completion of the last described brewing water and rinsing water pulses, which are indicated in Fig. 7 with B and S, the notch of the cam disk 83 now comes back under the contact 91 so that it can fall back into the position shown. As a result, the synchronous motor 81 is de-energized, and the system is back in the starting position shown in Fig. 4, in which by pressing the start button 69 a new cycle of the coffee machine can be triggered.
As Fig. 7 shows, the entire work cycle of the machine takes around 80 seconds, so that every second a portion of ready-to-drink coffee is made from raw coffee beans in a fully automatic way. In order to shorten this working cycle, it is desirable and possible to separate the roasting process from the other processes of the machine in such a way that a new roasting cycle can always be initiated while the cooling, grinding and brewing of the previous coffee portion is still going on . This means that the machine's performance can almost be doubled.
FIG. 5 shows the electrical diagram and FIG. 6 shows the schematic structure of a machine working in this way, while FIG. 8 shows a time diagram corresponding to FIG. 7 of the processes taking place in this machine. Corresponding switching elements or parts are designated the same in FIGS. 5 and 6 as in FIGS. 4 and 1. The contactor 68 has two switch-on windings 68 'and 68 ". The camshaft 82, which in turn is driven by the synchronous motor 81, is with a further cam disk 100 is provided, which via a contact 101, the contactor coil 68 "controls.
The circuit also has a second synchronous motor 102 which drives a camshaft 103 with two cam disks 104 and 105. The start switch 69 controls the circuit of a relay 106 which, together with the cam disk 104, controls a contact 107. The contact 107 in turn influences the circuits of the synchronous motor 102, the reversing coil 27, the contactor winding 68 'and an air heater with a heating valve 108 low thermal Ka capacity, which can be controlled via a suitable, z. B. magnetic or electronic amplifier or controller 109 is fed. The amplifier 109 is controlled by a heat-sensitive switching element 110, e.g.
B. a thermistor, monitors and controls the heating power of the heating coil 108 such that at least approximately the temperature curve of the hot air flow shown in Figure 9 is reached. In this embodiment of the coffee machine, the tab 23 between the flaps 20 and 7 is omitted, and a special control magnet 111 is provided to control the roasting chamber flap 7, which is influenced by a cam disk 112 and a contact 113 according to FIG.
As FIG. 6 shows, a second fan 130 is provided, wel cher is used exclusively for feeding the cooling chamber 19 with cooling air. The reversing coil 27 no longer acts on a reversing valve 15 according to FIG. 1, but rather on a simple air valve 150 which is open when the reversing coil 27 is energized and allows air to flow from the fan 13 into the air heater. Otherwise, the mechanical structure of the coffee machine remains as shown in FIGS. 1 to 3, and the essential processes take place in an analogous manner.
In order to save the second fan 130, a support surface corresponding to the sieve 22, cooled by water or another suitable coolant, could be provided on which the coffee beans fall after roasting and are sufficiently cooled. If necessary, the mill could also be cooled with the same coolant.
If the start button 69 is pressed, the relay 106 is energized, whereby the synchronous motor 102, the reversing coil 27, the contactor coil 68 'and the air heater 108 receive current. The synchronous motor 102 and the fan motor 14 start to run, as a result of which air is introduced into the roasting chamber 1 through the air heater.
The roasting process now takes place in the manner described above, with the heating of the switching element 110 of the amplifier 109 is controlled in such a way that the heating power supplied to the air heater drops, and the temperature curve of the roasting air shown in Figure 9 is practically achieved.
The synchronous motor 102 drives the camshaft 103 with approximately one rotation in 40 seconds, such that after a roasting time of 40 seconds, which is denoted by R in FIG. 8, the changeover contact <B> 1 </B> 14 into the Notch of the cam disk 105 falls and is reversed, whereby the synchronous motor 81 receives current and starts. So that the contact 91 is now switched immediately by the cam 83, whereby the Spei solution of the synchronous motor 81 is maintained. The contact 107 then falls back into the notch in the cam disk 104, whereby the synchronous motor 102 is shut down, the heating is switched off and the magnet windings 27 and 68 'are de-energized.
This closes the valve 150. The force air is constantly blown from the fan 130 into the cooling chamber 19 and cools the roasted coffee beans in the manner described. The cooling air escapes through slots in the cooling chamber 19 directly into the interior of the machine. In the meantime, the cam disk 100 has reversed the contact 101, so that the contactor 68 is held via the winding 68 ″, that is to say the motor 14 is kept in operation. At approximately the same time, the cam disk 112 switches the contact 113 briefly and thus The roasting chamber flap 7 is opened briefly via the magnet 111 so that the roasted coffee beans can fall down into the cooling chamber 19.
As the camshaft 82 continues to run, the remaining processes in the coffee machine, that is to say the cooling of the coffee beans in the cooling chamber 19, the grinding and the brewing of the coffee, are controlled in the manner described above. Fig. 8 shows the different switching times of the segments of the camshafts 82 and 103 or the organs or processes controlled thereby (partially corresponding to FIG. 7) of the coffee machine.
If the synchronous motor 102 has been shut down in the aforementioned manner after the end of the roasting process, and the flap 7 of the roasting chamber 1 is closed again after the roasted coffee beans have been drained, which is the case after about 42 seconds (FIG. 8), can in principle by pressing the start button 69 another roasting cycle can be initiated, with exactly the processes described above taking place again.
Before the end of this second roasting process, after approximately 74 seconds from the beginning of the first roasting process, the camshaft 82 has returned to the starting position, with which this camshaft and the organs of the coffee machine controlled by it have been returned to a position from which they become one Another working cycle can be started when the contact 114 falls into the notch of the cam disk 105 at the end of the second roasting period.
The coffee machines described are characterized above all by the fact that they allow a portion of ready-to-drink coffee to be produced from any type of green coffee within a very short time. Not only the choice of the type of coffee, but also the degree of roasting can be adapted to individual requirements. The setting of the roasting time takes place in the circuit according to FIG. 4 by changing the variable charging resistor 77, whereby the ignition of the tube 78 takes place at different speeds and thus a different long roasting time is achieved. A push button switch could also be provided, which allows a premature, arbitrary interruption of the roasting process, by which push button z.
B. in Fig. 4, the charging resistor 77 or the tube 78 could be bridged. Also with the circuit according to FIG. 5, an adjustability of the roasting duration or a premature arbitrary interruption of the roasting could be achieved by suitable mechanical means or by using the delay circuit according to FIG. 4 instead of the cam arrangement driven by the synchronous motor 102.
A setting of the roasting conditions, in particular the course of the roasting temperature, could also be achieved in the circuit according to FIG. 5 by correspondingly variable switching means in the control circuit of the amplifier 109. A corresponding adjustment of the roasting temperature can also be provided in the circuit according to FIG. 4 who by changing the switching point of the thermostat. This setting option is particularly important when the roasting time cannot be set.
Instead of a heater according to FIGS. 1 and 4 with a relatively large heat capacity or a heater according to FIG. 5 with a very low heat capacity, a combination of an inert and a low-inertia heater could be provided, for example the low-inertia direct heater with regard to the air flow behind the inert heater could be switched. The direct heater assumes a certain constant heating, while the inert heater could supply a heating component that rapidly drops to zero over time, so that at least approximately the temperature profile of the roasting air shown in FIG. 6 would be achieved.
It is here and also with heating from finally by an inert heater (according to FIGS. 1 and 4) possible to set the desired temperature course by suitable dimensioning of the massive heat accumulator and the heating ribs on it.
The heaters according to FIGS. 1 and 4, which consist of a heat accumulator or heat reservoir (9 in FIG. 2) and a heat exchanger (ribs 10 in FIG. 2), are based on the essential idea of setting the heat exchanger to a relatively high level for each roasting cycle Bring initial temperature and then send a stream of air through the heat exchanger during the roasting cycle.
The air transfers the received heat to the roasted material, while the heat exchanger cools down relatively quickly and also heats the air that continues to pass by less. This prevents the roasted food from being overheated on the surface. At the same time, the heater has a very simple structure, and the target temperature of its heat storage tank can be monitored by means of a normal thermostat who the. The heat capacity of the heat exchanger (for example the ribs 10 according to FIG. 2) can be selected in such a way that the temperature of the roasting air is according to FIG.
A desired temperature profile adapted to the roasted material could also be achieved by giving the elements of the heat exchanger a corresponding conductivity. Instead of ribs according to FIG. 2, tubular ribs can also be provided which are connected to a suitable heat accumulator, e.g. B. a massive cylinder, are connected ver.
Due to the shape and surface design of the heat exchanger elements as well as the type of heat-conducting connection between the heat exchanger and the heat accumulator, more or less heat can be fed into the heat exchanger in order to influence the temperature profile of the roasted air.
If, according to FIG. 5, only an inertia-free direct heater is used, the roasting chamber 1 could of course also be used as a cooling chamber by simply switching off the heating after roasting, whereupon the air that is no longer heated is the roasted coffee in the roasting chamber. Chamber cools, as described above in connection with the special cooling chamber 19.
It is advantageous to heat the brewing chamber, especially at the start of operation of the machine, so that it is always kept close to the boiling temperature. There is therefore no cooling of the brewing water entering, which is necessary for the production of perfect coffee. For this purpose, a special heating coil can be provided or the brewing chamber can be flange-mounted directly to the boiler of the machine and insulated together with it.
In principle, the machine could also be controlled electro-hydraulic or purely hydro-mechanically. If necessary, at least some of the organs of the machine could also be controlled by servomotors.
The machine could of course also have means that allow the introduction of coffee additive into the brewing chamber.
Instead of roasting in hot air, combined roasting in hot air and in a high-frequency field or using hot air and infrared radiation could also be used.
The aroma formation in the roasted coffee can ent either by storing it or, preferably, in the manner described by swirling in a stream of cold air.
The grinder could either be set for normal milling, in which case the coffee is brewed in the usual way over a filter. The grinder could also be designed so that it grinds the coffee very finely, so that it can be brewed with hot water directly in the cup. This would also allow a very simple and quick preparation of ready-to-drink coffee from raw beans of any variety.