Kaffeemaschine Die Erfindung betrifft eine Kafeemaschine, bei wel cher zur Zubereitung des Kaffees heisses Wasser durch einen Kaffeepulver enthaltenden Filtereinsatz mittels eines in einem Zylinder verschiebbaren Kolbens gepresst wird. Es handelt sich somit um eine sogenannte Espres- so-Kaffeemaschine.
Bei bekannten Maschinen dieser Art sind ebenso vie le Zylinder und Filtereinsätze vorhanden, als Tassen gleichzeitig mit Kaffee gefüllt werden können, wobei je der Filtereinsatz genügend Kafeepulver für eine Kaffee tasse enthält. Die Kolben werden mechanisch oder mit Wasser oder mit Dampfdruck betätigt. Die Erfindung bezweckt eine Kaffeemaschine zu schaffen, mit der man auf viel bequemere Art verschiedene Kaffeemengen zu bereiten kann.
Die Kaffeemaschine nach der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass im oberen Raum des Zylinders ein Druckgas enthalten ist, dessen Druck auf zwei Steu ermanometer wirkt, welche zum Schalten von zwei Elektroventilen dienen; dass in der Ruhelage der Maschine der Kolben sich in seiner untersten Stellung befindet, wobei dann ein vorgeschriebener Überdruck im oberen Zylinderraum herrscht;
dass mehrere, verschie den viel Kaffeepulver fassende Filtereinsätze vorgesehen sind und eines der Steuermanometer bei Beginn der Kaf feezubereitung zur Mengenregulierung auf einen einem gewählten Filtereinsatz zugeordneten Druck einstellbar ist und bis zur Erreichung dieses Druckes eines der Elek troventile so schaltet, dass eine entsprechende Menge Heisswasser, das unter einem höheren Überdruck steht als der genannte vorgeschriebene Überdruck im oberen Zylinderraum, in den unteren Zylinderraum dringt;
und dass durch das andere Steuermanometer das andere Elektroventil geschaltet wird, das Ganze derart, dass nach Erreichen oder Überschreiten des dem gewählten Filtereinsatz zugeordneten Druckes des unteren Zylin derraum über den Filtereinsatz mit einem freien Kaf- feeauslauf verbunden wird. Dabei ist vorzugsweise der Kolben durch einen Faltenbalgn in dem ein Luftüber druck herrscht, mit dem Zylinderdeckel verbunden. Der Faltenbalg z. B. aus Metall, Gummi oder Kunststoff be stehen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Er findungsgegenstandes schematisch dargestellt.
Die dargestellte Espresso-Kaffeemaschine weist einen Zylinder 1 auf, in dem ein z. B. metallischer Fal tenbalg 2 angeordnet ist. Das obere Ende des Faltenbal- ges 2 ist an einen Zylinderdeckel 3 befestigt der einen zentralen Anschluss-Stutzen 4 aufweist, an' dem eine Luftleitung 5 angeschlossen ist. Das untere Ende des Faltenbalges 2 ist an einem im Zylinder 1 verschiebba ren Kolben 6 befestigt, der in seiner dargestellten Ruhe lage über einen Ring 7 auf einer den Zylinder 1 unten verschliessenden Scheibe 8 ruht.
Ein unten am Zylinder 1 vorgesehener Flansch 9 dient zu dessen Befestigung auf einem Support 10.
Unter dem Support 10 ist z. B. mittels eines übli chen, nicht dargestellten Bajonettverschlusses ein mit einem Handgriff 11 versehener Filterbecher 12 leicht lösbar befestigt. Im Filterbecher 12 ist ein das Kaffee pulver 13 enthaltender Filtereinsatz 14 angeordnet und unten ist der Filterbecher 12 mit einem freien Kaffeeaus lauf 15 versehen, der vier gegeneinander um 90 ver setzte Auslaufarme 16 aufweist.
In der Scheibe 8 ist ein Kanal 17 vorgesehen, der zentral im unteren Zylinderraum ausmündet und über einen Anschluss-Stutzen 18 mit einer Wasserleitung 19 verbunden ist, in deren Zuge sich ein Durchlauferhitzer 20 befindet. Der Durchlauferhitzer 20 weist ein z. B. Öl enthaltendes Gefäss 21 auf, in dem sich einerseits eine Heizschlange 22 und andererseits ein Teil der Leitung 19 befindet. Zum Heizen kann z. B.
Dampf, Heisswasser oder Elektrizität benützt werden. Im Zuge der Leitung 19 befindet sich ferner ein Elektro-Dreiwegventil 23 und, an ihrem Eingang, ein Druckreduzierventil 24, oder allenfalls - bei ungenügendem Leitungsdruck - eine Motorpumpe. Am dritten Anschluss des Dreiwegventils 23 ist eine Leitung 25 angeschlossen, die über ein Elek- tro-Dreiwegventil 26 an einem Anschluss-Stutzen 27 des Supports 10 angeschlossen ist, in welchem ein Kanal 28 zentral zum Filterbecher 12 führt.
An die Luftleitung 5 sind zwei Steuermanometer 29 und 30 angeschlossen, sowie eine mit einem Reduzier- Absperrventil 31 versehene Druckluft-Zuführungsleitung 32. Am Steuermanometer 29 kann mittels eines Zeigers 33 auf einer nicht dargestellten, vorzugsweise in Kaffee quantum geeichten Skala ein Luftdruck eingestellt wer den, bei dessen Unterschreitung ein nicht dargestellter elektrischer Schalter eine Netzklemme 34 über eine Lei tung 35 mit einer Leitung 36 verbindet, die über die Erregerwicklung 37 des Elektro-Dreiwegventils 23 zur anderen Netzklemme 38 führt.
Wenn die Wicklung 37 erregt ist, verbindet das Dreiwegventil 23 die Pumpe 24 über den Durchlauferhitzer 22 und den Kanal 17 mit dem unteren Raum des Zylinders 1. Wenn die Wicklung 37 nicht erregt ist, ist dagegen der Durchlauferhitzer 20 mit dem Dreiwegventil 26 verbunden.
Am Steuermanometer 30 kann mittels .eines Zeigers der in der Leitung 5 vorgeschriebene Luftdruck abgele sen werden, der anfangs mittels des Reduzier-Absperr- ventils 31 in dieser Leitung 5 eingestellt wird. Wenn spä ter der Luftdruck im Faltenbalg 2 und somit in der Lei tung 5 den Anfangsdruck überschreitet, so wird im Steu ermanometer 30 über ein nicht dargestelltes Relais ein Schalter geschlossen, der die Netzklemme 34 über die elektrische Leitung 35 mit einer Leitung 39 verbindet,
die über die Erregerwicklung 40 des Dreiwegventils 26 zur Netzklemme 38 führt. Wenn die Wicklung 40 erregt ist, verbindet das Ventil 26 den Kanal 28 mit dem Ventil 23, bei Nichterregung dagegen mit der Atmosphäre. Im. Zuge einer Leitung 41, die zur Leitung 39 parallel ge schaltet ist, befindet sich eine Signallampe 42.
Der Kolben 6 ist mit einer üblichen Dichtung 43 versehen, an die keine grossen Dichtheitsforderungen ge stellt zu werden brauchen. Der Zylinder 1 ist oben mit einer Entlüftungsöffnung 44 versehen. Im Durchlaufer hitzer 20 ist vorzugsweise ein nicht dargestellter Ther mostat vorgesehen, um die Heizung abzuschalten, wenn die Temperatur einen zulässigen Grenzwert übersteigt.
Es sind mehrere Filtereinsätze 13 von verschiedener Grösse vorhanden, insbesondere Einsätze die Kaffeepul ver zur Herstellung von einer, zwei oder vier Tassen Kaffee enthalten, und ein Einsatz mit Kaffeepulver für 1,0 bis 1,5 Liter Kaffee.
Wenn die Kaffeemaschine in Betrieb genommen werden soll, stellt man den vorgeschriebenen Druck, z.B. 1,5 atü, in der Leitung 5 und damit auch im oberen Zylinderraum, bzw. im Inneren des Faltenbalges 2, her. Man stellt den Zeiger 33 je nach dem jeweils gewünsch ten Kaffeequantum, z. B. vier Tassen, ein, wobei der Druck um so höher eingestellt werden muss, je grösser das Quantum ist.
Durch das Einstellen des Zeigers 33 wird zunächst der im Steuermanometer 29 befindliche Schalter geschlossen, so dass die Wicklung 37 erregt, und das Druckreduzierventil 24 somit über das Dreiweg ventil 23 im Durchlauferhitzer 20 erhitztes Wasser von z. B. 3 atü in den unteren Zylinderraum fördert, wo durch der Kolben 6 nach oben verschoben wird. Infolge des Zusammendrückens des Federbalges 2 nimmt der Druck in der Leitung 5 zu, bis das Manometer einen Druck erreicht, welcher eine Verdrängung des Kolbens 6 um das Volumen von z. B. vier Kaffeetassen entspricht.
Bei Überschreitung dieses auf der Kaffeequantum-Skala durch die Angabe 4 Tassen markierten Druck wird die Wicklung 37 des Dreiweg-Elektroventils 23 abge schaltet, so dass letzteres die Leitungen 19 und 25 mit einander verbindet.
Da das Ventil 26 bei Beginn des Zusammendrückens des Faltenbalges 2 durch das Steu ermanometer 30 geöffnet worden ist, steht nun der unte re Zylinderraum über die Leitung 19, den Durchlaufer hitzer 20, das Dreiwegventil 23, das Ventil 26, den Ka nal 28 und den Filtereinsatz 14 mit dem freien Auslauf 15 in Verbindung, so dass der im Faltenbalg 2 herr schende Überdruck das Wasser aus dem Zylinder 1 durch den mit Kaffeepulver 13 gefüllten Filtereinsatz 14 hindurchdrückt, wobei es im Durchlauferhitzer 20 ein zweites Mal erhitzt wird. Der fertige Kaffee fliesst aus den vier Armen 16 des Auslaufes 15 in vier unter diesel ben gestellte Kaffeetassen.
Sobald der Kolben 6 in seine Ruhelage zurückge kehrt ist, also der vorgeschriebene Überdruck in der Lei tung 5 wiederhergestellt ist, wird durch den Schalter des Steuermanometers 30 der Stromkreis der Wicklung 40 unterbrochen und zwar mit einer Zeitverzögerung, die durch das .erwähnte Relais bewirkt wird. Während dieser Verzögerungszeit wird unter teilweiser Nachverdam pfung noch weiter heisses Wasser durch das Kaffeepul ver 13 gepresst. Infolge der Unterbrechung des Strom kreises der Wicklung 40 wird dann der Kanal 28 durch das Ventil 26 mit der Atmosphäre verbunden.
Die Si gnallampe 42 brennt während der ganzen Zeit, in der das Wasser in den Zylinder 2 und dann aus demselben in den Filterbecher 12 fliesst, und erlischt erst, wenn der Kanal 28 und damit auch der Filterbecher 12 drucklos geworden ist. Nun kann man den Filterbecher 12 vom Support 10 lösen und später mit einem neuen Filterein satz 14 versehen wieder an demselben anbringen, wobei der Filtereinsatz natürlich dem neu gewünschten Kaffee quantum entspricht, das am Steuermanometer 29 einge stellt wird.
Wenn nur zwei Kaffeetassen gewünscht werden, so stellt man jede Tasse unter zwei Auslaufarme 16, und wenn nur eine Tasse gewünscht wird so stellt man diesel be zugleich unter alle vier Arme 16. Wenn man das ma ximale Quantum von z. B. ca. 1,5 Liter Kaffee herstellt, so stellt man eine Kaffeekanne ebenfalls unter alle vier Arme 16.
Es wäre als Variante möglich, das heisse Wasser aus dem Zylinder 1 über das vom Steuermanometer 30 ge schaltete Elektroventil direkt in den Filterbecher 12 fliessen zu lassen, wobei dann anstelle des Dreiwegven- tils 23 ein einfaches Elektroventil genügen würde; man hätte aber dann nicht den Vorteil einer zweimaligen Er hitzung des dem Filtereinsatz 14 zugeführten Heisswas- sers im Durchlauferhitzer 22.
Wenn der Kolben 6 voll kommen abgedichtet im Zylinder 1 gleiten würde, so könnte man ferner auf den Faltenbalg 2 verzichten. Eine genügend sichere Abdichtung ist aber in der Praxis kaum zu erzielen, so dass dann von Zeit zu Zeit eine Nachstel lung des vorgeschriebenen Ruhe-Überdruckes in der Lei tung 5 erforderlich ist. Ausserdem bedingt eine gute Kol benabdichtung eine grosse Reibung und eine entspre chende Abnützung der Dichtung. Selbstverständlich kön nen als Variante am freien Kaffeeauslauf auch nur zwei oder drei Auslaufarme vorgesehen werden.