CH681955A5 - - Google Patents

Description

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CH 681 955 A5

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Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Brühgruppe für eine Kaffeemaschine zum Brühen einer Kaffeepulverportion enthaltend:

- einen Drehstern mit mindestens einem oben und unten offenen, auf einer Platte schwenkbaren Behälter, in welchem die Kaffeepulverportion eingefüllt wird;

- einen Brühkopf und einen Brühkolben zum Zusammenpressen der Kaffeepulverportion in einer Brühkammer;

- ein Joch an dem der Brühkopf befestigt ist und auf dem der Brühkolben hydraulisch verschiebbar ist;

- einem Jochbewegungskolben zum Heben und Senken des Joches mit dem Brühkopf und dem Brühkolben.

Zum Schwenken von oben und unten offenen Behältern mittels eines Drehsterns sind verschiedene Vorrichtungen bekannt. Gemäss EP-A1 0 326 099 wird ein Drehstern mittels Schneckenrad und Schnecke durch einen Elektromotor angetrieben. Dieses Schneckengetriebe ist selbsthemmend, so dass der Drehstern, beim Stillstand des Motores, blockiert ist. Aus der CH-PS 559 028 ist ein Schrittschaltwerk mit einem hydraulischen Hubzylinder bekannt, welcher den Drehstern um jeweils 120° weiterdreht. Zur Blockierung sind zusätzliche Rastorgane vorhanden, welche in entsprechende Aussparungen des Drehsternes eingreifen und ein unerwünschtes Weiterdrehen verhindern. Im weiteren ist in der EP-A1 0 192 797 eine Brühgruppe beschrieben, bei welcher bei jeder Verschiebung des Joches der Drehstern, d.h. der Zubringer für Kaffeepulver, durch eine Schwenkstange gedreht wird. Diese weist eine schraubenförmige Nut auf, in welche ein am Joch befestigter Führungsstift eingreift. Beim Heben oder Senken des Jochs wird dieser verschoben, wodurch sich die Schwenkstange um jeweils 90° dreht und dabei den Zubringer für Kaffeepulver verschwenkt.

Die bekannten Vorrichtungen sind relativ ungenau in ihrer Positionierung und erfüllen auch in ihrem dynamischen Verhalten nicht alle Anforderungen, welche an eine solche Vorrichtung gestellt werden.

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher in der Schaffung einer Antriebsvorrichtung zum Verschwenken des Drehsternes, um eine Kaffeepulverportion rasch und zuverlässig in einem Behälter in die gewünschte Stellung zu transportieren.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Drehstern - der mindestens einen Behälter aufweist - durch ein malteserartiges Getriebe schrittweise drehbar ist, um einen Behälter aus einer Einfüllstellung in eine Brühstellung aus der Brühstellung in eine Auswurfstellung und aus der Auswurfstellung in die Einfüllstellung zu verschwenken.

Dieses malteserartige Getriebe hat den Vorteil, dass es sich für die Anforderungen der Brühgruppe in einer Kaffeemaschine besonders eignet.

Vorzugsweise weist, gemäss Anspruch 2, das malteserartige Getriebe ein Antriebsrad und ein angetriebenes Rad auf, von denen das erste eine konvexe Fläche aufweist, welche in eine konkave Fläche des zweiten eingreift, um den Drehstern gegen Drehung zu sichern, und das angetriebene Rad weist soviele konkave Flächen auf als Stellungen vorhanden sind. Dies hat den Vorteil, dass keine zusätzliche Rastvorrichtung notwendig ist, um den Drehstern in den verschiedenen Stellungen zu blockieren.

Vorzugsweise weist, gemäss Anspruch 3, das Antriebsrad des malteserartigen Getriebes Nocken auf, welche in Aussparungen des angetriebenen Rades des malteserartigen Getriebes eingreifen, um das angetriebene Rad mit dem Drehstern um einen Schaltschritt weiter zu drehen. Diese Ausbildung hat den Vorteil, dass sie eine einfache und robuste Antriebsvorrichtung bildet die gegen Verschmutzung relativ unempfindlich ist.

Vorzugsweise weist der Drehstern, gemäss Anspruch 4, drei Behälter auf, von denen sich je einer in der Einfüllstellung, in der Brühstellung sowie in der Auswurfstellung befindet, und der Drehstern um Schaltschritte von jeweils 120° drehbar ist. Dies hat den Vorteil, dass das Brühen einer Kaffeepulverportion, das Einfüllen einer zweiten Kaffeepulverportion und das Auswerfen einer dritten Kaffeepulverportion gleichzeitig unabhängig voneinander erfolgen kann.

Vorzugsweise weist der Drehstern gemäss einem andern Ausführungsbeispiel der Erfindung sechs Behälter auf, von denen sich je zwei in der Einfüllstellung, in der Brühstellung sowie in der Auswurfstellung befinden und der Drehstern um Schaltschritte von jeweils 120° drehbar ist. Dies hat den Vorteil, dass in der gleichen Zeit doppelt soviel Tassen mit Kaffee gefüllt werden können.

Vorzugsweise ist gemäss Anspruch 6 eine Vorrichtung vorhanden, welche bei der Verschwen-kung eines Behälters aus der Einfüllstellung in die Brühstellung die Kaffeepulverportion gleichmässig verteilt. Dies hat den Vorteil, dass die Kaffeepulverportion überall gleichmässig stark gepresst wird.

Vorzugsweise besteht gemäss Anspruch 7 diese Vorrichtung aus einem unterhalb des Behälters angeordneten schwenkbaren, sichelartigen Messer, das sich in den Bereich des Behälters hineinschwenken lässt. Dies hat den Vorteil, dass sich beim Verschwenken des Behälters aus der Einfüllstellung in die Brühstellung die Kaffeepulverportion nicht einseitig verschieben kann.

Gemäss einem anderen Ausführungsbeispiel gemäss Anspruch 8 besteht diese Vorrichtung aus zwei unterhalb des Behälters angeordneten schwenkbaren, sichelartigen Messern, die sich in den Bereich des Behälters schwenken lassen. Dies hat den Vorteil, dass sich beim Verschwenken des Behälters aus der Einfüllstellung in die Brühstellung die Kaffeepulverportion noch zuverlässiger gleichmässig verteilen lässt und sich nicht einseitig verschieben kann.

Die Ausführungsform gemäss Anspruch 9 ermöglicht es, die sichelartigen Messer auf einfache Weise zu verschwenken.

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Zwei Ausführungsbeispiele der erfindungsge-mässen Brühgruppe für eine Kaffeemaschine zum Brühen einer Kaffeepulverportion sind im folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 bis 3 eine schematische Darstellung einer Brühgruppe in verschiedenen Stellungen während der Durchführung des Verfahrens,

Fig. 4 eine Ansicht der in Fig. 1 dargestellten Brühgruppe von oben,

Fig. 5 eine Ansicht des malteserartigen Getriebes in vergrössertem Massstab,

Fig. 6 eine Ansicht einer weiterentwickelten Ausgestaltung der Brühgruppe mit Hilfsmitteln, um die Kaffeepulverportion im Behälter gleichmässig zu verteilen,

Fig. 7 einen Schnitt nach Linie VII—VII in Fig. 6 und

Fig. 8 eine Ansicht einer weiteren Ausführungsform dieser Hilfsmittel.

Gemäss Fig. 1 ist auf einer ortsfesten Scheibe 1 oder Platte 1 ein Drehstern 2 mit zwei oben und unten offenen Behältern 3 und 4 um eine Achse 5 drehbar gelagert. Diese oben und unten offenen Behälter 3 und 4 können drei Stellungen einnehmen, wenn der Drehstern 2 um seine Achse 5 gedreht wird.

Diese drei Stellungen sind aus Fig. 4 ersichtlich. Hier weist der Drehstern drei oben und unten offene Behälter 3, 4 und 4a auf. Der Behälter 3 befindet sich in der Einfüllstellung 52, in welcher eine Portion Kaffeepulver in den Behälter 3 eingefüllt wird.

Der Behälter 4 befindet sich in der Brühstellung 51, in welcher die eingefüllte Kaffeepulverportion in einer Brühkammer 22 (vgl. Fig. 2) unterhalb des Behälters 4 zusammengepresst und anschliessend mit heissem Wasser gebrüht wird.

Der Behälter 4a befindet sich in der Auswurfstellung 53 (Fig. 4), in welcher die gebrühte Kaffeepulverportion 18 (vgl. Fig. 1-3) aus dem Behälter 4a ausgeworfen wird.

Gemäss Fig. 4 wird der Drehstern 2 mit Hilfe eines Antriebsrades 60 und eines angetriebenen Rades 61 jeweils um 120° gedreht, so dass der Behälter 3 aus der Einfüllstellung 52 in die Brühstellung 51, der Behälter 4 aus der Brühstellung 51 in die Auswurfstellung 53 und der Behälter 4a aus der Auswurfstellung 53 in die Einfüllstellung 52 gelangt.

Gemäss Fig. 5 weist das Antriebsrad 60 drei Nocken 62, 63 und 64 sowie eine Scheibe 65 auf, welche eine zylindrische Oberfläche 66 aufweist, die sich über etwas mehr als den halben Umfang der Scheibe 65 erstreckt. Diese zylindrische Oberfläche 66 der Scheibe 65 steht mit einer konkaven Fläche 67 des angetriebenen Rades 61 in Eingriff, wodurch eine Drehung des angetriebenen Rades 61 verhindert wird. Das angetriebene Rad 61 weist ausser dieser einen konkaven Fläche 67 noch zwei weitere konkaven Flächen 68 und 69 auf, welche nacheinander mit der zylindrischen Fläche 66 der Scheibe 65 des Antriebsrades 60 in Eingriff gelangen können. Das angetriebene Rad 61 weist zwischen den beiden konkaven Flächen 67 und 69 drei Aussparungen 70, 71 und 72 auf. Ebenso sind zwischen den konkaven Flächen 69 und 68 drei Aussparungen 73, 74 und 75 vorhanden. Ausserdem sind zwischen den beiden konkaven Flächen 68 und 67 noch drei Aussparungen 76, 77 und 78 vorhanden. Sobald das Antriebsrad 60 durch einen nicht dargestellten Motor im Uhrzeigersinne gedreht wird (Pfeilrichtung A) gelangt der erste Nocken 64 in die Aussparung 70 und beginnt das angetriebene Rad 61 zu drehen. Anschliessend gelangt der zweite Nocken 63 in die mittlere Aussparung 71 und dreht das angetriebene Rad 61 weiter im Gegenuhrzeigersinn (Pfeilrichtung B). Schliesslich gelangt der dritte Nocken 62 in die dritte Aussparung 72 und dreht das angetriebene Rad 61 soweit, dass die zylindrische Oberfläche 66 mit der konkaven Fläche 69 des angetriebenen Rades 61 in Eingriff gelangt.

Bei der weiteren Drehung des Antriebrades 60 gelangen die drei Nocken 64, 63 und 62 in die zweite Gruppe von Aussparungen 73, 74 und 75, worauf wiederum die zylindrische Oberfläche 66 mit der dritten konkaven Fläche 68 in Eingriff gelangt. Solange die zylindrische Oberfläche 66 der Scheibe 65 des Antriebsrades 60 mit einer der drei konkaven Flächen 67, 68 oder 69 in Eingriff steht, kann sich das angetriebene Rad 61 nicht drehen. Wenn sich somit das Antriebsrad mit konstanter Umlaufgeschwindigkeit dreht, ergeben sich beim angetriebenen Rad 61 grosse Stillstandszeiten. Während diesen Stillstandszeiten des angetriebenen Rades 61 steht auch der Drehstern 2 still, da das angetriebene Rad 61 starr mit dem Drehstern 2 verbunden ist, vgl. Fig. 4.

Anhand der Fig. 1 bis 3, die eine identische Brühgruppe 100 in verschiedenen Stellungen darstellen, wird nun das Verfahren beschrieben.

Gemäss Fig. 1 bis 3 ist die Achse 5 ein Teil des Joches 6, das zwei Balken 7 und 8 aufweist. Dieses Joch ist in Fig. 1 in seiner obersten Stellung dargestellt und befindet sich in Fig. 2 und 3 in seiner untersten Stellung. Der Hub des Joches 6 ist durch einen Doppelpfeil H angedeutet.

Um das Joch 6 heben und senken zu können ist am unteren Balken 8 ein Zylinder 9 befestigt, in dem sich ein sogenannter Jochkolben 10 befindet. Der Jochkolben 10 ist über eine Kolbenstange 11 an der Platte 1 befestigt und ist somit ortsfest. Beim Senken des Jochs 6 verschiebt sich somit der Zylinder

9 gegenüber dem Jochkolben 10 aus seiner obersten in seine unterste Stellung, wie ein Vergleich der Fig. 1 mit den Fig. 2 und 3 zeigt. Der Jochkolben

10 unterteilt den Zylinder 9 in zwei Kammern 12 und 13 (vgl. Fig. 1 und 2). Zum Senken des Jochs 6 muss somit aus einer Druckleitung 14 und einer Verbindungsleitung 15 Wasser in die untere Kammer 13 geleitet werden, und zum Heben des Jochs 6 muss aus einer zweiten Druckleitung 16 über eine Bohrung 17 Wasser in die obere Kammer 12 des Zylinders 9 geleitet werden.

Durch Drehen des Drehsternes 2 ist gemäss Fig. 1 und 2 eine Kaffeepulverportion 18 im Behälter 3 auf einen sogenannten Brühkolben 19 geschoben worden. Dieser Brühkolben 19 ist über eine Kolben-

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stange 20 mit einem Presskolben 21 verbunden. Der Brühkolben 19 befindet sich in einem ortsfesten Zylinder resp. Brühkammer 22, der an der Platte oder Scheibe 1 befestigt ist. In der obersten Stellung des Joches 6 befindet sich die Oberfläche des Brühkolbens 19 genau in derselben Höhe, wie die Oberfläche der Scheibe der Platte 1, damit sich beim Drehen des Drehsternes 2 die Kaffeepulverportion 18 einwandfrei auf den Brühkolben 19 schieben lässt. Zum Pressen der Kaffeepulverportion 18 ist noch ein sogenannter Brühkopf 23 über eine Kolbenstange 24 am oberen Balken 7 des Jochs 6 befestigt. Beim Senken des Jochs 6 wird der Brühkopf 23 durch den oben und unten offenen Behälter 3 hindurchgeschoben, bis er teilweise in den ortsfesten Zylinder 22 hineinragt, wie aus Fig. 2 und 3 ersichtlich ist.

Anhand der Bezeichnungen der Fig. 3 ist ersichtlich, dass der Brühkolben 19 relativ zum Joch 6 verschiebbar ist. Zum Verschieben des Brühkolbens 19 relativ zum Joch 6 dient der erwähnte Presskolben 21. Dieser Presskolben 21 ist verschiebbar in einem zweiten Presskolben 25 gelagert, der sich seinerseits in einem Zylinder 26, der wie der bereits erwähnte Zylinder 9 am unteren Balken 8 des Jochs 6 befestigt ist, befindet.

Gemäss Fig. 3 wird der Zylinder 26 durch den zweiten Presskolben 25 in zwei Kammern 27 und 28 unterteilt. Durch eine dritte Druckleitung 29 kann zum Heben des zweiten Presskolbens 25 Wasser in die untere Kammer 28 geleitet werden. Durch die bereits erwähnte zweite Druckleitung 16 kann Wasser in die obere Kammer 27 geleitet werden, so dass sich bei entleerter Kammer 28 der zweite Presskolben 25 senken kann. Der erste Presskolben 21 unterteilt das Innere des zweiten Presskolbens 25 in zwei weitere Kammern 30 und 31. Der oberen Kammer 31 kann aus der zweiten Druckleitung 16 über die Kammer 27 Wasser zugeleitet werden. Der unteren Kammer 30 kann aus der ersten Druckleitung 14 über ein gesteuertes Ventil 33 Wasser zugeleitet werden. Hinter diesem Ventil 33 - in Strömungsrichtung des zugeleiteten Wassers gesehen - befindet sich noch eine Drosseldüse 34.

In der nachfolgenden Fig. 6 sind gegenüber Fig. 4 zusätzlich unter der Anordnung befindliche Teile in einer Ansicht (d.h. von unten betrachtet) dargestellt. - Die Fig. 7 entspricht einem Schnitt entlang der Schnittlinie VII—VII.

Gemäss Fig. 6 und 7 befindet sich dementsprechend unter jedem der drei Behälter 3, 4 und 4a je ein sichelartiges Messer 80, 81, 82. Diese sichelartigen Messer 80,81,82 sind um je eine Schwenkachse 83 schwenkbar auf der Scheibe oder Platte 1 gelagert. Die drei Schwenkachsen 83 sind im Drehstern 2 - der die drei Behälter 3, 4 und 4a enthält -, befestigt. Jedes sichelartige Messer 80, 81, 82 weist einen Schwenkarm 84 mit Kurvenrolle 85 auf. Die drei Kurvenrollen 85 stützen sich auf einer ortsfesten Kurvenscheibe 86 ab, welche an der Platte 1 befestigt ist und sich nicht mit dem Drehstern 2 dreht. Je eine Feder 87 ist einerseits an einem Stift 88 und andererseits an einer Rollenachse 89 befestigt und hat das Bestreben, die Kurvenrolle 85 gegen die Kurvenscheibe 86 zu pressen. Die Stifte 88 sind am Drehstern 2 befestigt.

Da die Kurvenscheibe 86 ortsfest angeordnet ist, rollen die drei Kurvenrollen 85 auf dieser Kurvenscheibe 86 ab und verschwenken dabei die drei sichelartigen Messer 80, 81, 82 entsprechend der Form der Kurvenscheibe 86. Dabei gelangt das sichelartige Messer 80 unter den Behälter 3 und die anderen sichelartigen Messer 81, 82 sind aus dem Bereich der Behälter 4, 4a herausgeschwenkt worden. Durch diese Schwenkbewegung der drei sichelartigen Messer 80, 81 und 82 wird eine gleich-mässigere Verteilung der Kaffeepulverportion 18 im Behälter 3 und 4 erreicht, wodurch sich diese Kaffeepulverportion leichter zu einen Kaffeepulverkuchen von gleicher Dicke zusammenpressen lässt.

Gemäss Fig. 8 sind in einer weiteren Variante jedem Behälter je zwei sichelartige Messer 90 zugeordnet. Jedes dieser Messer 90 besitzt eine Kurvenrolle 91 und ist um eine Schwenkachse 92 schwenkbar auf dem hier nicht dargestellten Drehstern 2 gelagert. Diese sechs Kurvenrollen 91 stützen sich auf einer hier ebenfalls nicht dargestellten Kurvenscheibe ab. Jede Kurvenrolle 91 wird durch eine Feder 93 geschwenkt. Im übrigen ist die Wirkungsweise gleich wie beim Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 6 und 7.

Nur in der Einfüllstellung 52 dürfen sich das sichelartige Messer 80 gemäss Fig. 6 und 7 und die beiden sichelartigen Messer 90 gemäss Fig. 8 im Bereich des Behälters 3 befinden. In der Brühstellung 51 und in der Auswurfstellung 53 müssen die sichelartigen Messer 80, 81, 82 bzw. 90 aus dem Bereich der Behälter 4 und 4a herausgeschwenkt sein.

Die Ausgestaltungen nach den Fig. 6 bis 8 zeigen in der Praxis eine etwas gleichmässigere Verteilung des Kaffeepulvers; sie könnten jedoch aus wirtschaftlichen Gründen weggelassen werden, ohne dass die Kaffeequalität wesentlich nachteilig beein-flusst wird.

Claims (9)

Patentansprüche

1. Brühgruppe für eine Kaffeemaschine zum Brühen einer Kaffeepulverportion (18) enthaltend:

- einen Drehstem (2) mit mindestens einem oben und unten offenen, auf einer Platte (1) schwenkbaren Behälter (3, 4), in welchem die Kaffeepulverportion (18) eingefüllt wird;

- einen Brühkopf (23) und einen Brühkolben (19) zum Zusammenpressen der Kaffeepulverportion (18) in einer Brühkammer (3,4,4a);

- ein Joch (6) an dem der Brühkopf befestigt ist und auf dem der Brühkolben (19) hydraulisch verschiebbar ist;

- einem Jochbewegungskolben (10) zum Heben und Senken des Joches (6) mit dem Brühkopf (23) und dem Brühkolben (19);

dadurch gekennzeichnet, dass der Drehstern (2) mindestens einen Behälter (3, 4) aufweist und durch ein malteserartiges Getriebe (60, 61) schrittweise drehbar ist, um einen Behälter (3) aus einer Einfüllstellung (52) in eine Brühstellung (51), aus der Brühstellung (51) in eine Auswurfstellung (53) und aus

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der Auswurfstellung (53) in die Einfüllstellung zu verschwenken.

2. Brühgruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das malteserartige Getriebe (60, 61) ein Antriebsrad (60) und ein angetriebenes Rad (61 ) aufweist, von denen das erste eine konvexe Fläche (66) aufweist, welche in eine konkave Fläche (67) des zweiten eingreift, um den Drehstern (2) gegen Drehung zu sichern, und dass das angetriebene Rad so viele konkave Flächen (67, 68, 69) aufweist, als Stellungen (51-53) vorhanden sind.

3. Brühgruppe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsrad (60) des malteserartigen Getriebes (60, 61) Nocken (62, 63, 64) aufweist, welche in Aussparungen (70-78) des angetriebenen Rades (61) des malteserartigen Getriebes (60, 61) eingreifen, um das angetriebene Rad (61) mit dem Drehstern (2) um einen Schaltschritt weiter zu drehen.

4. Brühgruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehstern (2) drei Behälter (3, 4, 4a) aufweist, von denen sich je einer in der Einfüllstellung (52), in der Brühstellung (51) sowie in der Auswurfstellung (53) befindet und dass der Drehstern (2) um Schaltschritte von jeweils 120° drehbar ist.

5. Brühgruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehstern (2) sechs Behälter (3, 4, 4a) aufweist, von denen sich je zwei in der Einfüllstellung (52), in der Brühstellung (51) sowie in der Auswurfstellung (53) befinden und dass der Drehstern um Schaltschritte von jeweils 120° drehbar ist.

6. Brühgruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorrichtung (80, 81, 82) vorhanden ist, welche bei der Verschwenkung eines Behälters (3, 4) aus der Einfüllsteilung (52) in die Brühstellung (51) die Kaffeepulverportion (18) gleichmässig verteilt.

7. Brühgruppe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich unterhalb des Behälters (3, 4) ein schwenkbares, sichelartiges Messer (80, 81, 82) befindet, das sich in den Bereich des Behälters (3, 4) hineinschwenken lässt.

8. Brühgruppe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich unterhalb des Behälters (3, 4) zwei schwenkbare, sichelartige Messer (90) befinden, welche sich in den Bereich des Behälters (3, 4) hineinschwenken lassen.

9. Brühgruppe nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zum Verschwenken der sichelartigen Messer (80, 81, 82, 90) an jedem Messer (80, 81, 82, 90) ein Schwenkarm (84) mit einer Kurvenrolle (85, 91) befestigt ist, welche sich auf einer ortsfesten Kurvenscheibe (86) abstützt.

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