CH663531A5

CH663531A5 - Kaffeemaschine zum wahlweisen bruehen von normalkaffee oder espresso.

Info

Publication number: CH663531A5
Application number: CH2135/84A
Authority: CH
Inventors: Artur Dangel; Josef Frech; Willi Niess; Rolf Prilipp; Hermann Riegert; Gerhard Wittlinger; Siegfried Anderl
Original assignee: Wmf Wuerttemberg Metallwaren
Priority date: 1983-05-03
Filing date: 1984-05-02
Publication date: 1987-12-31
Also published as: US4583449A; JPH0136369B2; GB8410646D0; GB2139481A; DE3316158C2; JPS6041921A; GB2139481B; NL8401295A; AT390725B; ATA136084A; DE3316158A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Kaffeemaschine gemäss dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Aus der DE-PS 3 133 903 ist eine Kaffeemaschine dieser Art bekannt. Ihr erster und ihr zweiter Leitungsstrang verlaufen unabhängig voneinander von einer als Messeinrichtung dienenden Dosierkammer zur Brüheinheit. Der zweite

Leitungsstrang bildet einen direkten Weg zwischen der Dosierkammer und der Brüheinheit und enthält lediglich ein gegen diese Fliessrichtung schliessendes Rückschlagventil. Es öffnet bei der Bereitung von Normalkaffee, bei der das Brühwasser aus der Dosierkammer mittels Dampfdruck in und durch den zweiten Leitungsstrang befördert wird. Für die Bereitung von Espresso wird über den ersten Leitungsstrang das Wasser aus der Dosierkammer mittels der Pumpe angesaugt, unter Druck durch einen Wärmetauscher, ein Dreiwegeventil und ein Rückschlagventil zur Brühkammer gefördert. Dort wird es unter Druck durch das Kaffeemehl gepresst, wobei der sich in der Brühkammer aufbauende Druck das Rückschlagventil des zweiten Leitungsstranges geschlossen hält. Ein bypass-Ventil, das der Pumpe zugeordnet ist, schützt sie durch Öffnen bei hohem Überdruck, wie er bei zu feinem Kaffeemehl durch Rückstau entstehen kann.

Neben diesen gesondert zwischen der Messeinrichtung und der Brühkammer verlaufenden Leitungssträngen und ihren speziellen Organen weist die Kaffeemaschine weitere Unterteilungen des Wasser-Leitungsweges auf, die samt den in diesen Wegbereichen angeordneten Organen entweder nur der Bereitung einer Kaffeesorte oder in variierter Funktion für beide dienen: Vom Kaltwasseranschluss geht ein Leitungsabschnitt über ein Zulaufventil zu einem Heisswasser-behälter. Von diesem führt eine Dampfleitung und eine Heisswasserleitung, jeweils mit einem steuerbaren Ventil versehen, zur Messkammer. Die Dampfleitung wird ausschliesslich für die Bereitung von Normalkaffee benützt, und zwar bei jedem Prüfvorgang zweimal; die Dosierkammer wird vor der Brühwasserzufuhr mittels Heissdampf vorgewärmt, wobei ein Entlüftungsventil für die Dosierkammer offen ist. Nach der Füllung der Dosierkammer mit der vorgesehenen Wassermenge über die Heisswasserleitung wird, bei geschlossenem Entlüftungsventil, das Brühwasser mittels Dampfdruck über den zweiten Leitungsstrang in die Brühkammer gefördert.

Für die Bereitung von Espresso wird aus dem Heisswas-serbehälter über die Heisswasserleitung nur ein Teil der benötigten Wassermenge der Dosierkammer zugeführt. Die fehlende Menge wird über eine vom Kaltwasseranschluss direkt zur Dosierkammer führende Kaltwasserleitung geliefert, die ein eigenes Zulaufventil und einen Mengenregler enthält. Bei der Espresso-Bereitung wirkt der Heisswasserbe-hälter ferner als Wärmetauscher mit einem ihn durchsetzenden Abschnitt des zweiten Leitungsstranges zusammen.

Die bekannte Kaffeemaschine ist äusserst aufwendig. Die Vielzahl der Leitungen mit den dazugehörigen Anschlüssen und Abdichtungen sind nicht nur teuer in der Herstellung, sondern auch störanfällig. In den Heisswasserkessel, in dem sich auch Dampfdruck ausbildet, münden drei Leitungen und der erste Leitungsabschnitt durchsetzt die Wandung an zwei Stellen. Ausserdem weist jeder der verschiedenen Leitungsweg-Zweige wenigstens ein Ventil auf. Von den Ventilen werden die meisten für die jeweiligen Brühabläufe von einer Steuerung geöffnet oder geschlossen. Dies erfordert eine vielseitige Steuerung sowie die zugehörigen Steuerleitungen. Die Verwendung einer einzigen Kaffeemaschine für zwei verschiedene Kaffeearten erscheint gegenüber zwei unabhängig arbeitenden Maschinen mit hohem Aufwand erkauft.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kaffeemaschine der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die einfach im Aufbau und damit sowohl wirtschaftlich als auch weitgehend störungssicher ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäss durch das Merkmal des Anspruches 1 gelöst.

Ein einziger Leitungsweg für beide Prüfarten benötigt entsprechend weniger Leitungen, Ventile und dementspre2

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chend Steuereinrichtungen. Die beipassartige Umgehung der Pumpe durch den zweiten Leitungsstrang erfordert zwei Anschlussstellen dieses Stranges am Leitungsweg, weitere Abzweigungen sind nicht erforderlich. Auch in die Mess- und Heizeinrichtungen tritt jeweils nur eine Leitung ein bzw. wieder aus. Damit verringern sich die Abdichtungsprobleme sowohl bei der Montage als auch im Betrieb, die Maschine arbeitet mit geringem Störungsrisiko. Ausserdem kann sie raumsparend kompakt gebaut sein.

Eine im Aufbau und Betrieb vorteilhaft einfache Ausführungsform ist durch die Merkmale des Anspruches 2 gekennzeichnet. Das Wasser zum Brühen von Normalkaffee kann, wenn der Brühvorgang eingeleitet und insbesondere das Zulaufventil geöffnet wurde, durch seinen Fliessdruck gegen das Rückschlagventil den zweiten Leitungsstrang passieren. Der erste Leitungsstrang ist durch die Pumpe blockiert. Sobald zum Brühen von Espresso die Pumpe eingeschaltet ist baut sie in dem Bereich zwischen sich und der Brüheinheit einen Druck von etwa 10 bar auf. Dieser Druck schliesst das Rückschlagventil im zweiten Leitungsstrang. Es kann kein Wasser zurückfliessen.

Eine dem Anspruch 3 entsprechende Weiterentwicklung gewährleistet ein Höchstmass an wirtschaftlicher Verwendung von Heizenergie. Es wird nur das für die gewählte Kaffeemenge notwendige Volumen an Brühwasser aufgeheizt. Dessen Weg bis zur Brüheinheit ist kurz und enthält, ausser allenfalls dem Zulaufventil, keine wärmeentziehenden Organe.

Eine baulich einfache Ausführung einer Messeinrichtung, beispielsweise eine Wasseruhr, wird durch das Merkmal des Anspruches 4 ermöglicht. Es ist keine Dosierkammer erforderlich.

Eine weitere Ausführungsform ist durch die Merkmale des Anspruches 6 gekennzeichnet. Sie fördert auch das Brühwasser für den Normalkaffee mit der gleichen Pumpe, die den Druck für die Espressobereitung erzeugt. Der Druckausgleich erfolgt über eine dem Ventil im zweiten Leitungsstrang zugeordnete, entsprechend einstellbare Drossel. Diese Kaffeemaschine ist unabhängig vom Wasserdruck in einer Zuleitung. Ausserdem kann dem geteilten Bereich des Leitungsweges eine Messkammer vorgeordnet werden. Zwischen der Pumpe und dem Durchlauferhitzer, sowie zwischen diesem und der Brühkammereinheit sind keine weiteren Organe erforderlich. Ausserdem wird die Pumpe bei jedem Brühvorgang ein- bzw. ausgeschaltet, es ist keine Auswahlschaltung je nach gewünschter Kaffeeart notwendig.

Merkmal des Anspruches 7 gewährleistet den Druckaufbau bei der Bereitung von Espresso.

Ausführungsbeispiele erfindungsgemässer Kaffeemaschine sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 schematisiert eine erste Ausführungsform eines Brühsystems für eine Kaffeemaschine, und

Fig. 2 schematisiert eine zweite Ausführungsform eines Brühsystems.

Das in Fig. 1 dargestellte Brühsystem für eine Kaffeemaschine zeigt zwischen einem Kaltwasseranschluss (1) und einer Brüheinheit (2) einen als Ganzes mit drei bezeichneten Leitungsweg (3). Dieser enthält einen geteilten Bereich, in dem der Leitungsweg aus einem ersten Leitungsstrang (4) und einem zweiten Leitungsstrang (5) besteht. Der erste Leitungsstrang (4) enthält eine Pumpe (6) mit einem bypass-Ventil, das als Überdrucksicherung dient. Der zweite Leitungsstrang (5) umgeht die Pumpe beipassartig und enthält ein Rückschlagventil (7). Es schliesst gegen die durch die Pfeile (A) angedeutete Fliessrichtung vom Kaltwasseranschluss (1) her.

Der Leitungsweg (3) weist ausserdem, in Fliessrichtung (A) vom Kaltwasseranschluss her, vor dem geteilten Bereich einen Druckminderer (8), nach dem geteilten Bereich eine Messeinrichtung (9), hier als Durchflussmesser ausgebildet, sowie einen Durchlauferhitzer (10) auf. Zwischen dem Durchlauferhitzer (10) und der Brüheinheit (2) ist ein Zulaufventil (11) angeordnet. Unter der Brüheinheit (2) ist ein Auffanggefäss (12) angedeutet.

Das Brühsystem ist mit einer Steuerung (13) ausgerüstet, hier durch einen Schaltkasten angedeutet. Von ihm verläuft eine Steuerleitung (14) zum Zulaufventil (11), eine Steuerleitung (15) zum Durchlauferhitzer (10), eine Steuerleitung (16) zur Messeinrichtung (9) und eine Steuerleitung ( 17) zur Pumpe (6).

Mit dem geschilderten Brühsystem erfolgt die Bereitung einer gewählten Kaffeeart und -menge wie folgt:

Die Wahl erfolgt durch Drücken eines der angedeuteten Schaltknöpfe (18). Bei der Entscheidung für Normalkaffee wird von der Steuerung (13) der Durchlauferhitzer (10) eingeschaltet und das Zulaufventil (11) geöffnet. Vom Kaltwasseranschluss (1) fliesst Wasser über den Druckminderer (8) durch den zweiten Leitungsstrang (5) und das bei diesem Druck öffnende Rückschlagventil (7) sowie die Messeinrichtung (9). Anschliessend durchfliesst es den Durchlauferhitzer

(10) und das Zulaufventil (11) und gelangt so zur Brüheinheit (2). Der Messeinrichtung (9) wird die gewählte Kaffeemenge über die Steuerleitung (16) signalisiert. Sobald die entsprechende Brühwassermenge die Messeinrichtung (9) durchlaufen hat, wird von der Steuerung (13) das Zulaufventil (11) geschlossen und der Durchlauferhitzer (10) abgeschaltet.

Wurde Cremekaffee gewählt, so schaltet die Steuerung (13) zusätzlich die Pumpe (6) ein. Diese fördert das Brühwasser durch den ersten Leitungsstrang (4) in Richtung des Pfeiles (A) und erzeugt in ihm einen für das Brühen von Cremekaffee erforderlichen Druck von etwa (10) bar. Dieser Druck wirkt auf die Schliessseite des Rückschlagventils (7) und hält dieses gegen den normalen Leitungsdruck geschlossen. Der übrige Ablauf ist wie bei Normalkaffee, wobei das unter Hochdruck durch das Kaffeemehl gepresste Wasser durch die Emulgierung beim Entspannen hinter dem Brühsieb Cremekaffee erzeugt. Die Messeinrichtung (9) schaltet bei Erreichen der gewünschten Menge auch die Pumpe ab.

Das in Fig. 2 gezeigte Brühsystem weist im wesentlichen gleiche oder ähnliche Organe, teilweise in anderer Anordnung, auf. Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen, bei Abweichungen mit Akzent, bezeichnet.

Der Leitungsweg (3') enthält nach dem Kaltwasseranschluss (1) das Zulaufventil (11). Daran schliesst sich noch vor dem geteilten Bereich (3a) eine Messeinrichtung (9') an. Sie ist als Messkammer ausgebildet und enthält drei Elektroden (19), die in unterschiedlichen Niveauhöhen enden. Sie sind mit der Steuerleitung (16') zur Steuerung (13') verbunden und bestimmen die Menge des Brühwassers. Im geteilten Bereich (3'ä) des Leitungsweges (3') ist die Pumpe (6) im ersten Leitungsstrang (4) angeordnet. Der zweite Leitungsstrang (5) enthält ein über eine Steuerleitung (20) ein- und ausschaltbâres Ventil (21). Ihm ist in Fliessrichtung vom Kaltwasseranschluss her eine Drossel (22) vorgeordnet.

Nach dem geteilten Bereich (3'a) ist im Leitungsweg (3')

noch der Durchlauferhitzer (10) enthalten. Soll mit dem geschilderten Brühsystem Normalkaffee bereitet werden, wird der entsprechende Schaltknopf (18) gedrückt. Die Steuerung (13') öffnet das Zulaufventil (11) und schaltet den Durchlauferhitzer (10) ein. Gleichzeitig aktiviert sie die der gewählten Kaffeemenge entsprechende Elektrode (19) in der Messkammer (9'). Das in Richtung des Pfeiles (A) einfliessende Wasser füllt die Messkammer (9') bis zur vorgesehenen Höhe. Dann wird über die Steuerung gleichzeitig das Zulaufventil

(11) geschlossen, das Ventil (21) geöffnet und die Pumpe (6)

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eingeschaltet. Die Pumpe (6) fördert nunmehr das Brühwasser aus der Messeinrichtung (9') durch den ersten Leitungsstrang (4) in Richtung auf den Durchlauferhitzer (10). Der von der Pumpe erzeugte Hochdruck gleicht sich jedoch sofort dadurch aus, dass ein Teil des Brühwassers durch den zweiten Leitungsweg (5) in Richtung des Pfeiles (B), das offene Ventil (21) und die Drossel (22) zurück in den Leitungsweg (3') vor der Pumpe (6) gedrückt wird. Durch eine entsprechende Einstellung der Drossel (22) wird im Leitungsweg (3') nach der Pumpe (6) der für Normalkaffee erwünschte niedrige Druck aufrechterhalten.

Wird über einen entsprechenden Schaltknopf (18) die Bereitung von Espresso gewählt, ist der Steuerungsablauf gleich mit einem einzigen Unterschied: Das Ventil (21) wird nicht geöffnet. Das dosierte Brühwasser wird von der Pumpe (6) mit dem erwünschten Druck von etwa (10) bar zur Brüh-einheit (2) gefördert.

Die Erfindung ist nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt. So kann beispielsweise im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 das Rückschlagventil (7) durch ein von der Steuerung zu öffnendes bzw. zu schliessendes Ventil ausgebildet sein, was allerdings erhöhten Aufwand bedeutet. Auch die Mess- und die Heizeinrichtung können in ihrer Bauweise variieren; hier sind nur die vom wirtschaftlichen Standpunkt besonders vorteilhaften Formen gezeigt.

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1 Blatt Zeichnungen

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1. Kaffeemaschine zum wahlweisen Brühen von Normalkaffee oder Espresso, mit einem Kaltwasseranschluss und einer Brüheinheit, mit einem im Leitungsweg des Wassers zwischen dem Kaltwasseranschluss und der Brüheinheit angeordneten Zulaufventil, einer Mess- und einer Heizeinrichtung für das Brühwasser, wobei der Leitungsweg einen eine Druckpumpe enthaltenden ersten Leitungsstrang und einen zweiten Leitungsstrang mit einem zum Bereiten von Espresso schliessenden Ventil aufweist, und mit einer der Kaffeewahl entsprechend die Ventile und/oder die Pumpe aktivierenden Steuerung, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitungsweg (3) für das Brühwasser für den Espresso und den Normalkaffee gemeinsam ist und nur im Bereich der Pumpe (6) in den ersten (4) und den die Pumpe (6) umgehenden bei-passartigen zweiten Leitungsstrang (5) aufgeteilt ist.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zulaufventil (11) nach dem in die Leitungsstränge (4 und 5) geteilten Bereich (3a) des Leitungsweges (3) angeordnet ist und der zweite Leitungsstrang (5) ein bei aktivierter Pumpe (6) durch den Druck im Leitungsweg (3) hinter der Pumpe (6) schliessendes Rückschlagventil (7) enthält, so dass das Brühwasser für Espresso ausschliesslich durch die Pumpe (6) über den ersten Leitungsstrang (4) förderbar ist und für Normalkaffee bei ausgeschalteter Pumpe (6) ausschliesslich über den zweiten Leitungsstrang (5) läuft.

3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (10) als der Messeinrichtung (9) und dem geteilten Bereich (3a) des Leitungsweges (3) nachgeordneter Durchlauferhitzer ausgebildet ist.

4. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (9) dem geteilten Bereich (3a) des Leitungsweges (3) nachgeordnet ist.

5. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Kaltwasseranschlusses (1) ein Druckminderer (8) angeordnet ist.

6. Maschine wenigstens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (21) im zweiten Leitungsstrang (5) für das Brühen von Normalkaffee von der Steuerung (13') zu öffnen und ihm eine Drossel (22) in Fliessrichtung (A) vom Kaltwasseranschluss (1) her derart vorgeschaltet ist, dass das Brühwasser für den Normalkaffee mittels der Pumpe (6) über den ersten Leitungsstrang (4) förderbar ist bei gleichzeitigem Druckausgleich über den zweiten Leitungsstrang (5) zurück in den Leitungsweg (3') vor der Pumpe.

7. Maschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (21) im zweiten Leitungsstrang (5) zum Brühen von Espresso mittels der Steuerung (13') schliessbar und das Brühwasser von der Pumpe (6) über den ersten Leitungsstrang (4) unter Druck zur Brüheinheit (2) förderbar ist.

8. Maschine nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (9') als Messkammer ausgebildet und dem geteilten Bereich (3a) des Leitungsweges (3') vorgeschaltet ist.

9. Maschine nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Zulaufventil (11) im Bereich des Kaltwasseranschlusses (1) angeordnet ist.