CH521115A - Kaffeemaschine - Google Patents

Description

  
 



  Kaffeemaschine
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kaffeemaschine zur portionenweisen Zubereitung von Kaffee, mit einer topfförmigen, mit einem Abfluss versehenen Dosierkammer zur Aufnahme von Kaffeepulver und Mitteln zur Zufuhr von Brühwasser zur Dosierkammer.



   Die Erfindung bezweckt, eine Kaffeemaschine der genannten Art schaffen zu können, die einen automatischen Betriebsablauf ermöglicht, wahlweise gleichzeitig eine oder zwei Portionen Kaffee abgeben kann und einen selbsttätigen Auswurf des Kaffeesatzes erlaubt.



   Erfindungsgemäss ist die Kaffeemaschine dadurch gekennzeichnet, dass im Innern der an ihrer Oberseite offenen, zylinderischen Dosierkammer ein erster, als verschiebbarer Boden der Dosierkammer ausgebildeter Kolben angeordnet ist, dass ferner ein zweiter, koaxial zum ersten Kolben von der Oberseite der Dosierkammer in diese einführbare Kolben vorgesehen ist, der an seiner Stirnseite mit Austrittsöffnungen für das Brühwasser versehen ist, und dass Betätigungsund Steuermittel vorgesehen sind, um den ersten Kolben in einer bestimmten Lage in der Dosierkammer festzuhalten, nach dem Einfüllen des Kaffeepulvers in die Dosierkammer den zweiten Kolben auf das Kaffeepulver abzusenken und dieses mit dem Brühwasser zu übergiessen und anschliessend nach dem Abfluss des Kaffees aus der Dosierkammer den zweiten und den ersten Kolben nacheinander anzuheben,

   um den Kaffeesatz über den oberen Rand der Dosierkammer auszustossen.



   Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Figur teilweise im Schnitt und teilweise in Ansicht dargestellt und wird nachstehend beschrieben.



   Eine rechteckige Grundplatte 1 weist einen dickeren, quaderförmigen Mittelteil 2 auf, der mit einer grossen zentralen Bohrung 3 und zwei kleineren Bohrungen 4 versehen ist, wobei die Mittelpunkte aller drei Bohrungen auf einer Linie liegen. In den beiden lappenförmigen Endteilen kleinerer Dicke der Grundplatte 1 sind ebenfalls zwei Bohrungen 5 zur Aufnahme je eines doppeltwirkenden Hydraulik Kolbens 6 vorgesehen, die mit je einer Mutter an der Grundplatte 1 befestigt sind und von welchen in der Figur nur die Gehäuse dargestellt sind. Jeder Kolben 6 ist mit einer sich nach oben erstreckenden Kolbenstange 7 versehen. An ihren oberen Enden sind die Kolbenstangen 7 durch ein oberes aufgeschraubtes Joch 8 miteinander verbunden.



   In das obere Joch 8 sind zwei Führungsstangen 9 eingeschraubt, wobei die Kolben- und die Führungsstangen in einer Ebene liegen. Die Führungsstangen sind durch den Mittelteil 2 der Grundplatte 1 geführt, wobei als Gleitführungen in die Bohrungen 4 eingesetzte Büchsen 10 vorgesehen sind. Die unteren Enden der beiden Führungsstangen 9 sind durch ein unteres Joch 11 miteinander verbunden, wobei die Führungsstangen 9 in Bohrungen des Jochs 11 gleitend angeordnet sind. Auf jeder Führungsstange 9 ist zwischen dem Mittelteil 2 der Grundplatte 1 und dem unteren Joch 11 eine Druckfeder 12 angeordnet, die sich gegen das Mittelteil 2 und die Büchse 10 über eine Federschale 13 abstützt. Als Widerlager des unteren jochs 11 sind auf die Führungsstangen 9 aufgeschraubte Muttern 14 vorgesehen.



   In die zentrale Bohrung 3 des Mittelteils 2 der Grundplatte 1 ist eine topfförmige, zylindrische Dosierkammer 15 eingesetzt, deren Flansch 16 in nicht dargestellter Weise mit dem Mittelteil 2 verschraubt ist. In ihrem Bodenteil 17 weist die Dosierkammer 15 eine zentrale Bohrung auf, durch welche ein Bolzen 18 geführt ist. Der Bolzen 18 ist im Bodenteil 17 gleitend angeordnet, wobei zur Abdichtung ein Dichtring 19 vorgesehen ist. Ferner ist der Bolzen 18 in eine zentrale Bohrung des unteren Jochs 11 eingesetzt und an diesem mittels einer Mutter 20 befestigt. Die Mutter 20 ist als Überwurfmutter für einen Nocken 21 ausgebildet, der durch eine in einer axialen Bohrung des Bolzens 18 untergebrachte Druckfeder 22 gegen die Überwurfmutter 21 gedrückt wird.



   Am oberen Ende des Bolzens 18 ist ein erster, unterer Kolben 23 für die Dosierkammer 15 angebracht. Zwischen dem unteren Kolben 23 und der Innenwand der Dosierkammer 15 ist als Dichtung ein Dichtungsring 24 vorgesehen.



  Ferner weist der Kolben 23 mindestens eine, vorzugsweise zwei Bohrungen 25 auf, die die Dosierkammerräume beidseitig des Kolbens 23 miteinander verbindet bzw. verbinden.



  Auf die mit einer kreisrunden Ausnehmung versehene Oberseite des Kolbens 23 ist ein Sieb 26 gelegt, das mit dem Bolzen 18 durch eine zentrale Schraube 27 verschraubt ist.  



   Ferner ist ein zweiter, oberer Kolben 28 für die Dosierkammer 15 vorgesehen, der am oberen Joch 8 angebracht ist. Der obere Kolben 28 ist ebenfalls mit einem Dichtungsring 29 versehen und weist eine in seinem oberen Teil axial und in seinem untersten Teil schräg nach aussen verlaufende Bohrung 30 auf, die an der Unterseite des Kolbens in eine Ausnehmung 31 mündet, die durch eine Lochplatte 32 abgedeckt ist. Im oberen Joch 8 ist eine zur Bohrung 30 des Kolbens 28 koaxiale weitere Bohrung 33 vorgesehen.



   Vier in das Mittelteil 2 der Grundplatte 1 geschraubte Haltestangen 34, von welchen in der Figur zwei sichtbar sind, tragen an ihren unteren Enden eine angeschraubte Widerlagerplatte 35. Die Widerlagerplatte 35 weist eine grosse zentrale Bohrung 36 auf. Auf der Oberseite der Widerlagerplatte 35 ist ein Schwenkarm oder eine Schwenkplatte 37 angeordnet, der bzw. die beispielsweise an einer der Haltestangen 34 gelagert ist und um diese geschwenkt werden kann. Im Schwenkarm 37 ist ein Zapfen 38 eingeschraubt, der durch eine Gegenmutter 39 gesichert ist und in der Höhe eingestellt werden kann. Es ist ersichtlich, dass der Zapfen 38 im Bereich der Bohrung 36 durch Schwenken des Schwenkarms 37 hin und her bewegt werden kann.



   In der Figur sind einige weitere, vorgesehene Elemente und Vorrichtungen nicht dargestellt, so beispielsweise eine Steuervorrichtung zur Betätigung der doppeltwirkenden Kolben 6, ein an die Bohrung 33 des oberen Jochs 8 angeschlossenes Zufuhrorgan für Heisswasser, ein an das Bodenteil 17 der Dosierkammer 15 angeschlossenes und mit dem Innern der Dosierkammer über einen nicht dargestellten Kanal in Verbindung stehendes Abflussorgan sowie eine Vorrichtung zur Betätigung des Schwenkarms 37. Zudem kann ein zweiter Schwenkarm gleicher Ausbildung vorgesehen sein, der an einer anderen Haltestange 34 gelagert ist und ebenfalls einen in der Bohrung 36 befindlichen Zapfen 38 trägt, der aber eine andere Höhe über der Widerlagerplatte als der dargestellte Zapfen 38 hat.

  Ferner sind in der Figur elektrische Steuereinrichtungen zur Betätigung der vorliegenden Kaffeemaschine und insbesondere zur Bewirkung des im folgenden beschriebenen Betriebsablaufs nicht dargestellt, ebenso ein nachfolgend erwähntes Zufuhrorgan für Kaffeepulver und eine Vorrichtung zur Entfernung des Kaffeesatzes.



   Es wird angenommen, dass sich die Kaffeemaschine in der aus der Figur ersichtlichen Ruhelage befindet, in der die Hydraulik-Kolben 6 unbelastet und die Kolbenstange 7 frei beweglich sind. Die Federn 12 drücken hierbei das untere Joch 11 nach unten, wobei seine untere Lage durch den auf dem fest eingestellten Zapfen 38 aufliegenden Nocken 21 begrenzt ist. Dadurch ist über den Bolzen 18 auch die Lage des unteren Kolbens 23 im Innern der Dosierkammer 15 festgelegt.



   Über ein Zufuhrorgan, z.B. ein Rohr oder eine Rinne, wird nun die vorgesehene Menge Kaffeepulver in die Dosierkammer 15,   d.h.    auf die Oberseite des unteren Kolbens 23, geschüttet, und zwar in einer solchen Menge, dass zwischen dem Kaffeepulver und dem oberen Rand der Dosierkammer ein Zwischenraum verbleibt. Hierauf werden die doppeltwirkenden Hydraulik-Kolben 6 betätigt, und zwar in der Richtung nach unten, wodurch ein Absenken des oberen Jochs 8 und damit des oberen Kolbens 28 erfolgt. Die Führungsstangen 9 sind hierbei in den Büchsen 10 und im unteren Joch 11 frei beweglich. Diese Abwärtsbewegung führt den oberen Kolben 28 in die Dosierkammer 15 ein, bis die Stirnseite des Kolbens auf das Kaffeepulver drückt, das nun zwischen dem unteren Kolben 23 und dem oberen Kolben 28 leicht gepresst ist.

  Der Pressdruck ist hierbei durch den auf die Hydraulik-Kolben 6 wirkenden Druck des Hydraulikmediums bestimmt.



   Anschliessend wird die Zufuhr von Brühwasser über die Bohrungen 33 und 30, 31 des oberen Kolbens 28 in Gang gesetzt. Das Brühwasser verteilt sich über die ganze Fläche des Kaffeepulvers, dringt durch dieses hindurch und verlässt als Kaffee die Dosierkammer 15 durch das Sieb 26, die Bohrung 25 und einen weiteren, nicht dargestellten Kanal in Richtung des Pfeiles, wobei der Kaffee über eine nicht dargestellte Leitung in eine bereitstehende Tasse geleitet wird.



   Nach dem Abfluss des Kaffees werden die Hydraulik Kolben 6 auf ihrer Gegenseite mit Druck beaufschlagt, so dass sich die Kolbenstangen nach oben bewegen. Dadurch wird zuerst der obere Kolben 28 wieder angehoben, bis er sich wiederum in der dargestellten Lage befindet. Bei fortgesetzter Bewegung der Kolbenstangen 7 nach oben wird das obere Joch 8 weiter angehoben. Das untere Joch 11 liegt nur auf den Muttern 14 der Führungsstangen 9 auf und wird deshalb gegen den Druck der Feder 12 ebenfalls angehoben, so dass sich auch der untere Kolben 23 in der Dosierkammer 15 nach oben bewegt. Diese Aufwärtsbewegung erfolgt so lange, bis die Oberfläche des unteren Kolbens 23 bündig mit der Oberfläche der Grundplatte 1 ist.

  Durch eine nicht dargestellte Abstreifvorrichtung, beispielsweise einen schwenkbar angeordneten, kragenförmigen Ring kann nun der über der Grundplatte 1 auf dem unteren Kolben 23 befindliche Kaffeesatz seitlich über die Grundplatte hinaus in einen Sammelbehälter gestossen werden.



   Der auf die Hydraulik-Kolben 6 wirkende Druck wird nun unterbrochen. Unter der Wirkung der Feder 12 wird dann bei frei beweglichen Kolbenstangen 7 das untere Joch 11 nach unten gedrückt, so dass sich auch der untere Kolben 23 in der Dosierkammer 15 wieder senkt. Diese Abwärtsbewegung kommt dann zum Stillstand, wenn der Nocken 21 des Jochs 11 auf den Zapfen 38 aufschlägt. Der Schlag ist dadurch gedämpft, dass der Nocken in der Überwurfmutter 22 und im Bolzen 18 federnd gelagert ist. Damit weist die Kaffeemaschine wiederum die in der Figur dargestellte Ausgangslage auf, so dass erneut eine Portion Kaffee in der beschriebenen Weise zubereitet werden kann.



   Die dargestellte Lage des unteren Kolbens 23 in der Dosierkammer 15 und die Abmessungen der Dosierkammer ermöglichen es, in einem Arbeitsgang eine zwei Portionen entsprechende Kaffeemenge zuzubereiten. Wenn nur eine einzige Portion erwünscht ist, kann in der folgenden Weise vorgegangen werden: Wie bereits erwähnt, kann auf der Widerlagerplatte 35 ein zweiter, auf einem zugehörigen oder dem gleichen Schwenkarm 37 angebrachter Zapfen 38 vorgesehen sein. Dieser weitere Zapfen ist nun so eingestellt, dass der senkrechte Abstand seiner Stirnseite von der Widerlagerplatte 35 höher ist als beim dargestellten ersten Zapfen 38.



  In der bereits beschriebenen Weise wird nun das untere Joch 11 angehoben, so dass der Zapfen 38 frei liegt. Dieser wird dann aus der Mittellinie herausgeschwenkt, und an seiner Stelle wird der weitere Zapfen in die Mittellinie eingeschwenkt. Beim nachfolgenden Absenken des unteren Jochs 11 mittels der Feder 12 schlägt der Nocken 21 früher an den Zapfen an, so dass sich der untere Kolben 23 in der Dosierkammer 15 weniger weit absenkt, als dies in der Figur dargestellt ist. Durch Einbringen der halben Menge Kaffeepulver und Brühwasser kann nun eine einzige Portion Kaffee zubereitet werden.

 

   Durch Einstellen der Höhe jedes Zapfens 38 mittels der Gegenmutter 39 kann das Nutzvolumen der Dosierkammer 15 in einfacher Weise reguliert werden.



   Statt der dargestellten hydraulischen Betätigung des oberen Jochs 8 kann natürlich auch ein anderer Antrieb, z.B.

 

  mittels eines Elektromotors und Exzentern, vorgesehen sein.



   Die beschriebene und dargestellte Kaffeemaschine ermöglicht eine rasche Zubereitung einer oder zweier Portionen Kaffee. Wenn entsprechende Steuereinrichtungen vorgesehen  sind, ist ein vollständig automatischer Ablauf der Kaffeezubereitung, einschliesslich der Entfernung des jeweiligen Kaffeesatzes, erzielbar, so dass auch von ungeübtem Personal in kurzer Zeit die jeweils benötigte Zahl von Portionen Kaffee gleichbleibender Qualität zubereitet werden kann.



  Die vorliegende Kaffeemaschine weist zudem einen einfachen Aufbau auf, der Störungen und Abnützung weitgehend ausschliesst. Soweit durch den unteren Kolben 23 nicht eine Selbstreinigung der Dosierkammer 15 bewirkt wird, kann die vorliegende Kaffeemaschine darüberhinaus in einfacher Weise sauber gehalten werden. 

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH

   Kaffeemaschine zur portionenweisen Zubereitung von Kaffee, mit einer topfförmigen, mit einem Abfluss versehenen Dosierkammer zur Aufnahme von Kaffeepulver und Mitteln zur Zufuhr von Brühwasser zur Dosierkammer, dadurch gekennzeichnet, dass im Innern der an ihrer Oberseite offenen, zylindrischen Dosierkammer (15) ein erster, als verschiebbarer Boden der Dosierkammer ausgebildeter Kolben (23) angeordnet ist, dass ferner ein zweiter, koaxial zum ersten Kolben von der Oberseite der Dosierkammer in diese einführbarer Kolben (28) vorgesehen ist, der an seiner Stirnseite mit Austrittsöffnungen für das Brühwasser versehen ist, und dass Betätigungs- und Steuermittel vorgesehen sind, um den ersten Kolben (23) in einer bestimmten Lage in der Dosierkammer (15) festzuhalten,

   nach dem Einfüllen des Kaffeepulvers in die Dosierkammer den zweiten Kolben (28) auf das Kaffeepulver abzusenken und dieses mit dem Brühwasser zu übergiessen und anschliessend nach dem Abfluss des Kaffees aus der Dosierkammer den zweiten und den ersten Kolben nacheinander anzuheben, um den Kaffeesatz über den oberen Rand der Dosierkammer auszustossen.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Kaffeemaschine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kolben (23) über einen durch die Unterseite der Dosierkammer (15) geführten Bolzen (18) mit einem unteren Joch (11) verbunden und der zweite Kolben (28) an einem oberhalb der Dosierkammer liegenden oberen Joch (8) befestigt ist, und dass zur Verbindung der beiden Joche (11, 8) zwei achsparallel zur Dosierkammer (15) und beidseitig dieser angeordnete Führungsstangen (9) vorgesehen sind, die mit ihren einen Enden am oberen Joch (8) befestigt sind und auf denen das untere Joch (11) gleitend angeordnet ist, wobei die anderen Enden der Führungsstangen (9) mit Anschlägen (14), z.B. Muttern, für das untere Joch (11) versehen sind.

   2. Kaffeemaschine nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Grundplatte (1, 2) vorgesehen ist, in welcher die Dosierkammer (15) fest angebracht ist und welche Durchgänge (4, 10), z.B.

   Büchsen, für die Führungsstangen (9) aufweist, wobei auf jeder Führungsstange zwischen der Grundplatte (1, 2) und dem unteren Joch (11) eine Druckfeder (12) angeordnet ist, um das untere Joch weg von der Grundplatte zu drücken und dadurch den ersten Kolben (23) in der Dosierkammer (15) zu deren Unterseite zu verschieben.

   3. Kaffeemaschine nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Endanschlag für das untere Joch (11) ein über Distanzelemente (34), z.B. Haltestangen, an der Grundplatte (1, 2) befestigtes Widerlager (35, 37, 38) vorgesehen ist.

   4. Kaffeemaschine nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das untere Joch (11) einen in einer auf einen den ersten Kolben (23) mit dem unteren Joch verbindenden Bolzen (18) aufgeschraubten Überwurfmutter (20) aufgenommenen axialen Nocken (21) aufweist, der gegen den Druck einer in einer Bohrung des Bolzens (18) untergebrachten Feder (22) in axialer Richtung verschiebbar ist, um den Anschlag des unteren Jochs (11) am Widerlager (35, 37, 38) zu dämpfen.

   5. Kaffeemaschine nach den Unteransprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Widerlager eine feste Widerlagerplatte (35) und mindestens einen in seiner axialen Lage verstellbaren Zapfen (38) als Anschlagelement für den Nocken (21) aufweist.

   6. Kaffeemaschine nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Zapfen (38) unterschiedlicher Höhe auf mindestens einem auf der Widerlagerplatte (35) schwenkbaren Arm (37) angebracht sind, derart, dass wechselseitig der eine oder andere Zapfen in eine zum Nocken koaxiale Lage gebracht werden kann.

   7. Kaffeemaschine nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das obere Joch (8) auf einer Betätigungsvorrichtung (6, 7) verbunden ist, welche dazu ausgebildet ist, das obere Joch (8) aus einer Ruhelage, bei welcher das untere Joch (11) sowohl gegen die Anschläge (14) der Führungsstangen (9) als auch gegen das Widerlager (35, 37, 38) anliegt, in beiden axialen Richtungen der Führungsstangen (9) zu verschieben, derart, dass in der einen Verschiebungsrichtung der obere Kolben (28) in die Dosierkammer (15) gedrückt wird und in der anderen Verschiebungsrichtung sowohl der obere als auch der untere Kolben (28; 23) angehoben werden.

   8. Kaffeemaschine nach Unteranspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Betätigungsvorrichtung zwei an der Grundplatte (1) befestigte Zylinder (6) mit doppeltwirkenden Kolben vorgesehen sind, deren Kolbenstangen am oberen Joch (8) befestigt sind.

   9. Kaffeemaschine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der untere Kolben (23) mit mindestens einer Längsbohrung (25) zur Ableitung des Kaffees aus der Dosierkammer versehen ist.

   10. Kaffeemaschine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Kolben (23) mit mindestens einer Durchgangsbohrung (30) zur Zuführung des Brühwassers versehen ist.