Expresskaffeemaschine Die Erfindung bezieht sich auf eine Express- kaffeemaschine, bei der ein eine Brühkammer auf weisender Brühkolben in einem mit Öffnungen für die Einfüllung des Kaffeepulvers und für den Durch lass von Brüh- und Spülwasser versehener Brüh- wasserzylinder mittels eines selbsttätigen Antriebes axial verschiebbar ist.
Das Neue und Erfinderische der den Gegenstand des vorliegenden Patentes bildenden Expresskaffee- maschine besteht darin, dass der Brühkolben oder dessen Antrieb mit einer einen Kurventrieb und durch denselben betätigbare elektrische Schalter um fassenden Vorrichtung zur Steuerung des Arbeitsab laufes in Wirkverbindung steht.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegen standes ist in der Zeichnung dargestellt. Darin sind: Fig. 1 ein Vertikalschnitt durch die Expresskaffee- maschine mit den Magnetventilen und den Wasser läufen in schematischer Darstellung.
Fig. 2 eine schematische Darstellung der Nocken scheiben und der von ihnen betätigten Schalter. Fig.3 das elektrische Verbindungsschema der Schalter und Magnetventile.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist als An trieb ein von Druckwasser betätigter zweiter Kolben vorgesehen, dessen Kolbenstange mit einem Zahn getriebe in Wirkungsverbindung steht, das die Nocken scheiben für die Betätigung der Steuerschalter an treibt.
In der Zeichnung sind 1 und 2 der Brüh- bzw. der Druckwasserzylmder, 3 ist der Brühkolben mit der ringförmigen Brühkammer 3' und 4 der Druck wasserkolben. Die beiden Kolben sind auf einer ge meinsamen Kolbenstange 5 angeordnet, die von einer zwischen den beiden Zylindern 1 und 2 gelegenen Zwischenwand 6 und dem Zylinderboden 7 geführt wird.
8 ist die Einfüllöffnung für das Kaffeepulver, 9 der Brühwassereintritt und 10 der Getränkeaustritt. Zwischen diesem und dem Abflussschnabel 11 ist eine Drosselschraube 12 zur Regulierung der Abflussge- schwindigkeit eingebaut.
Bei 13 tritt das Spülwasser in den Zylinder 1 und spült das ausgebrühte Kaffee pulver durch die Öffnung 14 und einen daran ange schlossenen Rohrstutzen in eine nicht dargestellte Ab- laufleitung.
über dem Zylinder 2 ist parallel zur Kolbenstange 5 eine mit einem Ritzel 16 kämmende Zahnstange 15 in einer Führung 17 axial verschiebbar gelagert. Die beiden Stangen 5 und 15 sind durch ein Federstahl- band 18 miteinander elastisch gekuppelt.
Diese elasti- sche Kupplung gleicht Ungenauigkeiten in der Ein stellung der beiden Stangen zueinander aus und ver- hindert dadurch bedingte zusätzliche Reibungen in der übertragung der Hin- und Hefewegung des Kol bens 4 auf die Zahnstange 15.
Auf .der Ritzelachse 19 sind vier Nockenscheiben S, B, VR und SL in den in Fig. 2 dargestellten Stellungen angeordnet und fest mit der Achse verbunden.
In einem Traggestell 20 sind oberhalb der Nockenscheiben die von diesen betätigten Schalter<I>S', B',</I> V'R' und SL' eingebaut, deren Klemmen mit<I>a, b</I> und c bezeichnet sind. Die Schalter sind über elektrische Leitungen mit Magnet ventilen<I>S", B",</I> WR" und mit einer Signallampe <B>SU</B> verbunden.
Die Ventile S" und B" ,sind mit dem zur Kaffeemaschine gehörenden Heisswasserkessel und die Ventile R" und V" an eine Druckwasserleitung ange schlossen. Zur Ausrüstung gehört ferner ein Druck- knopf DK mit den Klemmen<I>d,</I> e und f. Der elektri sche Teil wird bei Ph und O an ein elektrisches Leitungsnetz angeschlossen.
Die Kolben 3 und 4 bewegen sich stufenweise in die Stellungen I, II und III. Diesen Kolbenstellungen entsprechen die Bleichlautenden Stellungen der Nockenscheiben. In Stellung I wird das Kaffeepulver in die Brühkammer des Kolbens 3 eingefüllt. Durch momentanes Betätigen des Druckknopfes DK wird das Magnetventil R" geöffnet. Druckwasser KW gelangt nun bei 21 in den Zylinder 2.
Der Kolben 4 und damit auch die Zahnstange 15 werden nach rechts gestossen; das Ritzel 16 dreht sieh, und mit ihm die Nockensche%ben. Von diesen betätigen vorerst die Scheiben VR und SL die ihnen gegenüberliegenden Schalter V'R' und SL'; deren Kontaktfedern bewegen sich von b nach c und setzen damit R" und die Signallampe SL" unter Spannung. Das Aufleuchten der Signallampe zeigt an, dass die Zubereitung einer Portion Kaffees im Gange ist.
Wenn der Kolben 3 die Stellung 1I erreicht, befindet sich die Brühkammer 3' unter dem B.rühwassereintritt 9.
Die Nockenscheiben haben alsdann 1/4-Drehung gemacht und die Scheibe B schiebt mit ihrem Nocken die Kontaktfeder des Schalters B' von b nach c und bewirkt damit zweier lei: einmal wird das Magnetventil R" stromilos, so dass dieses sich schliesst und die Druckwasserzufuhr zum Zylinder 2 gesperrt wird; der Kolben 4 kommt zum Stehen. Anderseits wird das Magnetventil B" unter Spannung gesetzt und geöffnet.
Vom Kessel strömt nun Heisswasser durch dieses Ventil nach dem Eintritt 9 des Zylinders 1. Die Kaffeefüllung in er Brüh kammer 3' wird vom Heisswasser durchflossen; es bildet sich das fertige Kaffeegetränk, das bei 11 in einer untergestellten Tasse aufgefangen wird. Durch Betätigung der Drosselschraube 12 kann die Abfluss- geschwindigkeit und damit auch die Stärke des Ge tränkes verändert werden.
Nachdem die Tasse gefüllt ist, wird der Druck knopf erneut betätigt. Ventil R" wird wieder erregt und öffnet den Druckwasserzugang zum Zylinder 2. Die Kolben 3 und 4 bewegen sich weiter nach rechts und gelangen in die Stellung III. Unmittelbar nach dem Weiterlauf der Kolben 3 und 4 verlässt der Nocken der Scheibe<I>B</I> .den Schalter<I>B',
</I> worauf dessen Kontaktfeder von c nach b zurückkehrt und das Ventil B" entregt und schliesst. Der Heisswasserzufluss nach dem Zylinder 1 ist damit unterbrochen. In Stel lung III haben die Nockenscheiben eine halbe Um drehung ausgeführt. Die Kontaktfedern der Schalter SL', V'R' und S' liegen bei c, während diejenige<B>des</B> Schalters<I>B'</I> bei<I>b</I> liegt.
Dies bewirkt, dass nun :das Ventil S" geöffnet wird und den Heisswasserdurchgang nach dem Eintritt 13 des Zylinders 1 freigibt. Das Heisswasser durchströmt die Brühkammer 3' und spült das ausgebrühte Kaffeepulver durch den Stutzen 14 in den Ablaufkanal. Gleichzeitig laufen die Kolben 3 und 4 weiter nach rechts, bis der erstere nahezu an der Zwischenwand 6 ansteht.
In diesem Augenblick verlässt der Nocken der Scheibe VR den Schalter V'R', so dass die Kontaktfeder von c nach b zurück fällt, was die Schliessung des Ventilen R" und die Öffnung des Ventilen V" zur Folge hat.
Dadurch wird der Druckwasserlauf nach dem Eintritt 21 des Zylin ders 2 unterbrochen und über Ventil V" nach der Öffnung 22 am rechten Ende des Zylinders 2 geleitet. Der Kolben 4 wird infolgedessen nun nach links ge- stossen, wobei das vor ihm liegende, zu seiner Rechts bewegung verwendete Wasser durch die Öffnung 21 über Ventil R" ins Freie bzw. in ein Ablaufrohr ge stossen wird.
Die Kolben 3 und 4 und damit auch die Nockenscheiben kehren nun von der Stellung III in die Stellung I zurück. Vorher wird jedoch durch die Scheibe S, kurz nach der Richtungsänderung der Kolben 3 und 4, der Schalter S' betätigt und der Rück gang der Kontaktfeder von c nach b ermöglicht, wo durch das Ventil S" entregt und der Heisswasserlauf nach dem Zylinder 1 gesperrt wird. In Stellung I an gelangt, gibt die Nockenscheibe SL die Kontaktfeder des Schalters SL' frei. Diese kehrt von Stellung c nach b zurück und unterbricht den Stromkreis der Signal lampe<B><I>SV,</I></B> welche erlöscht.
Die Expresskaffeema- schine ist nun für die. Zubereitung einer neuen Tasse Kaffees bereit. Bei einem weiteren Arbeitsgang wird das rechts vom Kolben 4 befindliche Wasser durch die Öffnung 22 und das Ventil V" in den Ablauf gestossen.
Die Expresskaffeemaschine kann auch anders als dargestellt gebaut werden. So brauchen die beiden Kolben nicht unbedingt auf einer gemeinsamen Kol benstange angeordnet zu sein oder in einer Flucht zu liegen. Die Zahnstange kann irgendwo am Umfange der Zylinder gelagert und geführt werden; sie kann auch von einer Verlängerung der Brühkolbenstange angetrieben werden, wenn dies zweckmässig erscheint, oder das äussere Ende der Kolbenstange kann selbst als Zahnstange ausgebildet sein und das Ritzel 16 an treiben.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, dass der Antrieb des Brühkolbens durch einen elektrischen Stopmotor über ein Getriebe bewerkstelligt wird, wobei auf einer Achse in ähnlicher Weise wie in Fig. 1 dargestellt ist, Nockenscheiben und Schalter für die Steuerung des Brühkolbens in seine drei Stellungen und der im Brüh- und Spülwasserlauf liegenden Magnetventile vorzusehen wären.
Express coffee machine The invention relates to an express coffee machine in which a brewing piston facing a brewing chamber is axially displaceable by means of an automatic drive in a brewing water cylinder provided with openings for the filling of the coffee powder and for the passage of brewing and rinsing water.
The new and inventive feature of the express coffee machine, which is the subject of the present patent, is that the brewing piston or its drive is in operative connection with a device for controlling the work sequence, which is operated by a cam drive and an electrical switch that can be actuated by the same.
An embodiment of the subject matter of the invention is shown in the drawing. Therein are: FIG. 1 a vertical section through the express coffee machine with the solenoid valves and the water flows in a schematic representation.
Fig. 2 is a schematic representation of the cam discs and the switches operated by them. Fig. 3 the electrical connection diagram of the switches and solenoid valves.
In the illustrated embodiment, a second piston actuated by pressurized water is provided as a drive, the piston rod of which is in operative connection with a toothed gear that drives the cam disks for actuating the control switch.
In the drawing, 1 and 2 of the brewing or Druckwasserzylmder, 3 is the brewing piston with the annular brewing chamber 3 'and 4 is the pressure water piston. The two pistons are arranged on a common piston rod 5 which is guided by an intermediate wall 6 and the cylinder base 7 located between the two cylinders 1 and 2.
8 is the filling opening for the coffee powder, 9 the brewing water inlet and 10 the beverage outlet. Between this and the discharge spout 11, a throttle screw 12 is installed to regulate the discharge rate.
At 13, the rinsing water enters the cylinder 1 and rinses the brewed coffee powder through the opening 14 and a pipe socket connected to it into a drain line (not shown).
Above the cylinder 2, parallel to the piston rod 5, a rack 15 meshing with a pinion 16 is mounted in a guide 17 so as to be axially displaceable. The two rods 5 and 15 are elastically coupled to one another by a spring steel band 18.
This elastic coupling compensates for inaccuracies in the setting of the two rods with respect to one another and prevents additional friction caused by this in the transmission of the back and forth movement of the piston 4 to the toothed rack 15.
On the pinion axis 19, four cam disks S, B, VR and SL are arranged in the positions shown in FIG. 2 and are firmly connected to the axis.
The switches <I> S ', B', </I> V'R 'and SL', the terminals of which are marked with <I> a, b </I> and c, are installed in a support frame 20 above the cam disks are designated. The switches are connected to solenoid valves <I> S ", B", </I> WR "and a signal lamp <B> SU </B> via electrical lines.
The valves S "and B" are connected to the hot water boiler belonging to the coffee machine and the valves R "and V" are connected to a pressurized water line. The equipment also includes a push button DK with terminals <I> d, </I> e and f. The electrical part is connected to an electrical network at Ph and O.
The pistons 3 and 4 move gradually into the positions I, II and III. The pale positions of the cam disks correspond to these piston positions. In position I, the coffee powder is poured into the brewing chamber of the piston 3. The solenoid valve R ″ is opened by momentarily pressing the push button DK. Pressurized water KW now enters cylinder 2 at 21.
The piston 4 and thus also the rack 15 are pushed to the right; the pinion 16 rotates, and with it the cam disks. Of these, the disks VR and SL first operate the switches V'R 'and SL' opposite them; their contact springs move from b to c and thus put R "and the signal lamp SL" under tension. The lighting of the signal lamp indicates that the preparation of a portion of coffee is in progress.
When the piston 3 reaches the position 1I, the brewing chamber 3 'is located under the B. brewing water inlet 9.
The cam disks have then made a 1/4 turn and the disk B pushes the contact spring of switch B 'from b to c with its cam, thus causing two lei: once the solenoid valve R "is de-energized, so that it closes and the pressurized water supply to cylinder 2 is blocked; the piston 4 comes to a standstill. On the other hand, the solenoid valve B "is energized and opened.
From the boiler, hot water now flows through this valve after entry 9 of cylinder 1. The coffee filling in he brewing chamber 3 'is traversed by hot water; the finished coffee drink is formed, which is collected in a cup below at 11. By operating the throttle screw 12, the outflow speed and thus also the strength of the beverage can be changed.
After the cup is filled, the push button is pressed again. Valve R "is energized again and opens the pressurized water access to cylinder 2. Pistons 3 and 4 move further to the right and reach position III. Immediately after pistons 3 and 4 continue to run, the cam leaves disc <I> B < / I>. The switch <I> B ',
</I> whereupon its contact spring returns from c to b and valve B "de-energizes and closes. The hot water flow to cylinder 1 is thus interrupted. In position III the cam disks have made a half turn. The contact springs of switches SL ' 'V'R' and S 'are at c, while that <B> of </B> switch <I> B' </I> is at <I> b </I>.
This has the effect that: the valve S ″ is now opened and the hot water passage is released after the entry 13 of the cylinder 1. The hot water flows through the brewing chamber 3 'and flushes the brewed coffee powder through the nozzle 14 into the drainage channel. The pistons 3 and 3 run at the same time 4 further to the right until the former is almost up against the partition 6.
At this moment the cam of the disk VR leaves the switch V'R ', so that the contact spring falls back from c to b, which results in the closing of valve R "and opening of valve V".
As a result, the pressurized water flow is interrupted after the inlet 21 of the cylinder 2 and passed via valve V ″ to the opening 22 at the right end of the cylinder 2. The piston 4 is consequently now pushed to the left, with the one in front of it being his Right movement used water is pushed through the opening 21 via valve R "into the open or into a drain pipe.
The pistons 3 and 4 and thus also the cam disks now return from position III to position I. Before, however, the switch S 'is actuated by the disk S, shortly after the change in direction of the pistons 3 and 4, and the return of the contact spring from c to b is enabled, where the valve S "is de-energized and the hot water flow to the cylinder 1 is blocked When it reaches position I on, the cam disc SL releases the contact spring of switch SL '. This returns from position c to b and interrupts the circuit of the signal lamp <B> <I> SV, </I> </ B > which goes out.
The express coffee machine is now for the. Ready to prepare a new cup of coffee. In a further operation, the water located to the right of the piston 4 is pushed through the opening 22 and the valve V ″ into the drain.
The express coffee machine can also be built differently than shown. So the two pistons do not necessarily need to be arranged on a common piston rod or to be in alignment. The rack can be stored and guided anywhere on the circumference of the cylinder; it can also be driven by an extension of the brewing piston rod, if this appears appropriate, or the outer end of the piston rod can itself be designed as a rack and drive the pinion 16 on.
Another possibility is that the brewing piston is driven by an electric stop motor via a gearbox, cam disks and switches for controlling the brewing piston in its three positions and the on an axis in a manner similar to that shown in FIG Solenoid valves located in the brewing and rinsing water flow would have to be provided.