CH700019B1 - Brühmodul für eine Kaffeemaschine. - Google Patents

Abstract

Beschrieben wird ein Brühmodul für die Zubereitung von Kaffee, ausgehend von Kaffeebohnen unter Zuhilfenahme eines Mahlwerks (4), einer Brühgruppe sowie einer Einheit (2, 3) zur Bereitstellung von heissem Wasser und/oder Wasserdampf. Das Brühmodul ist dabei dadurch gekennzeichnet, dass eine integrale Einheit vorliegt, das heisst es ist dadurch gekennzeichnet, dass die Brühgruppe als Brühzylinder (1) ausgebildet ist, in dessen Zylinderinnenraum wenigstens ein Kolben (10) unter Ausbildung eines Brühraumes (27) verschieblich geführt ist und das Mahlwerk (4) an diesen Brühzylinder (1) direkt angeflanscht oder an diesen angeformt ist.

Description

  Technisches Gebiet

  

[0001]    Die vorliegende Erfindung betrifft ein Brühmodul für eine Kaffeemaschine, wie es zur vollständig automatisierten Zubereitung von Kaffee sowohl im privaten wie auch im kommerziellen Bereich genutzt werden kann.

Stand der Technik

  

[0002]    Herkömmliche Kaffeeautomaten sind in der Regel so aufgebaut, dass die einzelnen Systeme wie Heizer, Mühle, Steuerung und auch die Brühgruppe, wie beispielsweise in der EP-A-0 526 407 oder der EP-A-0 948 927 beschrieben, als selbstständige Funktionseinheiten aufgebaut und durch geeignete Mittel in einem Gehäuse miteinander verbunden sind.

  

[0003]    Eine solche kombinierte Bauweise mit all diesen Elementen in einem Gehäuse ist beispielsweise in der EP-A-0 202 517 oder in der WO-A-02/069 769 beschrieben, derartige Maschinen sind auch als Vollautomaten bekannt.

  

[0004]    Gerade eben die Verbindungen (Schnittstellen) zwischen den Bestandteilen Heizer, Mühle und Brühgruppe und die sensible Abstimmung der einzelnen Systeme sind aufwändig und führen oft zu Störungen des Gesamtsystems.

  

[0005]    Um von den Problemen respektive möglichen unerwünschten Nebenwirkungen nur einige zu nennen: beim Erstbezug kalter Kaffee; im Einlauf hängen gebliebenes Kaffeepulver; überfüllte Brühgruppen usw.

  

[0006]    Im Weiteren ist es meist sehr schwierig, die vom Markt zunehmend gewünschte Kompaktheit der Kaffeemaschinen mit solchen herkömmlichen Systemen zu realisieren.

  

[0007]    Vorwiegend werden bei den Bestandteilen Standardsysteme, z.B. Kaffeemühlen oder Heizer, eingesetzt, welche nicht speziell für den Einbau in Kaffeeautomaten konstruiert und gebaut wurden. Diese Mühlen verfügen oft auch nicht über die optimalen für Automaten geforderten Eigenschaften. Es muss meist ein erheblicher Aufwand betrieben werden, um diese Mühlen an das Brühsystem anzupassen und die Schnittstellen bereitzustellen.

  

[0008]    Die Reinigung der herkömmlichen Brühsysteme ist bei den meisten Automaten so gelöst, dass die Brühgruppe, das heisst jene Einheit, in welcher das Kaffeepulver gepresst und anschliessend mit Wasser extrahiert wird, aus der Maschine entfernt werden kann. Dies ist jedoch oft schwierig und erfordert recht viel Geschick. Die Reinigung der separaten Mühle ist in der Regel nur mit erheblichem Aufwand möglich, da diese häufig fest eingebaut ist. Aus diesem Grund sind einige Hersteller dazu übergegangen, die Brühgruppe nicht mehr herausnehmbar zu machen. Der Konsument kann solche Maschinen nur noch durch ein programmiertes Reinigungsprogramm und unter Zuhilfenahme einer entsprechenden Reinigungstablette sauber machen.

  

[0009]    Die meisten der Automaten sind in ihrem Aufbau also nicht gerade servicefreundlich, was sich in der Regel auch mittelfristig auf die Qualität des hergestellten Kaffees auswirkt. Das heisst, bei Servicearbeiten müssen die Systeme mühsam einzeln aus- und wieder eingebaut werden, was eben in der Regel nicht genügend häufig getan wird. Zudem erfordert dies viel Aufwand für Einstell- und Justierarbeiten. Der Konsument erhält bei einer Reparatur in der Regel eine reparierte Maschine, z.B. mit einer neuen Mühle, die Brühgruppe und der Heizer sind jedoch alt. Das kann zu vermehrtem Serviceaufwand, Reparaturkosten und unzufriedenen Kunden führen.

Darstellung der Erfindung

  

[0010]    Der Erfindung liegt demnach unter anderem der Gegenstand zugrunde, ein verbessertes Brühmodul für die Zubereitung von Kaffee ausgehend von Kaffeebohnen unter Zuhilfenahme eines Mahlwerks, einer Brühgruppe sowie einer Einheit zur Bereitstellung von heissem Wasser und/oder Wasserdampf zur Verfügung zu stellen.

  

[0011]    Das vorgeschlagene Brühmodul zeichnet sich bevorzugtermassen dadurch aus, dass die Brühgruppe als Brühzylinder ausgebildet ist, in dessen Zylinderinnenraum wenigstens ein Kolben unter Ausbildung eines Brühraumes verschieblich geführt ist und das Mahlwerk an diesen Brühzylinder direkt angeflanscht oder an diesen angeformt oder in diesen integriert ist.

  

[0012]    Die direkte Anbindung respektive Integration des Mahlwerks an resp. in den Brühzylinder führt dazu, dass die üblicherweise vorhandene Schnittstelle zwischen Mahlwerk und Brühzylinder respektive dem darin angeordneten Brühraum im Wesentlichen vollständig entfällt. Die oben im Zusammenhang mit dem Stand der Technik, wo stets Schnittstellen vorhanden sind, angegebenen Probleme können durch diese konstruktive Vereinfachung im Wesentlichen vollständig vermieden werden.

  

[0013]    Eine noch weitergehende Integration, welche eine weitere Schnittstelle eliminiert, kann erreicht werden, indem die Einheit zur Bereitstellung von heissem Wasser und/oder Wasserdampf in den Brühzylinder integriert ist. Es ergibt sich bei dieser bevorzugten Ausführungsform also ein Brühmodul, welches eine integrierte Einheit ist aus Mahlwerk, Brühzylinder respektive darin angeordnetem Brühraum und Einheit zur Bereitstellung von heissem Wasser. Die einzelnen Komponenten sind derart zusammengefügt, dass sie ohne Gewaltanwendung respektive speziell dafür vorgesehene Werkzeuge nicht voneinander getrennt werden können, das heisst bei der bestimmungsgemässen Verwendung des Konsumenten sind die einzelnen Komponenten Mahlwerk, Brühzylinder und Einheit zur Bereitstellung von heissem Wasser nicht voneinander trennbar respektive zur Trennung vorgesehen.

   Vorteilhafterweise kann ein derartiges Brühmodul als Ganzes zur Wartung respektive Reinigung des Gerätes aus einem Gehäuse ausgebaut werden.

  

[0014]    Die Integration der Bereitstellung des heissen Wassers kann realisiert werden, indem bevorzugtermassen der Brühzylinder einen Rohrkörper umfasst, in welchem eine Führung für das zur Kaffeezubereitung bereitgestellte heisse Wasser vorgesehen ist, wobei vorzugsweise diese Führung in Form von wenigstens einer, wenigstens teilweise umlaufenden (vorzugsweise spiralförmigen) Leitung(en) ausgebildet ist.

  

[0015]    Eine weitere Verbesserung kann erreicht werden, wenn im Brühzylinder ein Heizkörper integriert ist, vorzugsweise indem in einem den Brühzylinder bildenden Rohrkörper eine Heizleitung, insbesondere bevorzugt in Form einer wenigstens teilweise umlaufenden Heizspirale, integriert, zum Beispiel eingegossen, ist. Alternativ ist es auch möglich, den Heizkörper von aussen an den Brühzylinder, in welchem die Leitungen mit dem zu erhitzenden Wasser geführt sind, einwirken zu lassen. In beiden Fällen kann es vorteilhaft sein, wenn die Heizung nur im Bereich des Brühraumes Heizwirkung entfaltet. Wie erwähnt, können die Leitungen und die Heizleitung spiralförmig umlaufend im Rohrkörper integriert sein, vorzugsweise in in axialer Richtung alternierender Anordnung, das heisst in axialer Richtung wechseln sich Wasserleitungen und Heizleitungen ab.

  

[0016]    Bei der Einheit zur Bereitstellung von heissem Wasser kann es sich um eine Heizleitung mit einem flüssigen Arbeitsmedium handeln, es kann sich aber bevorzugtermassen um eine elektrische Widerstandheizung (Thermoelement) handeln.

  

[0017]    Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform ist das Brühmodul so ausgestaltet, dass das Mahlwerk und der Brühzylinder derart angeordnet sind, dass vom Mahlwerk bereitgestellter gemahlener Kaffee ohne weitere (beispielsweise mechanische) Einflussnahme unter Einwirkung der Schwerkraft von selbst in den Brühraum fällt.

  

[0018]    Eine weitere bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass der Brühzylinder mit seiner Hauptachse im Wesentlichen senkrecht angeordnet ist, und das Mahlwerk in (oder an) die obere Öffnung des Brühzylinders im Wesentlichen unlösbar integriert ist. Dabei kann vorzugsweise das Mahlwerk über einen Antrieb angetrieben werden, dessen Welle i.w. koaxial zur Hauptachse des Brühzylinders angeordnet ist.

  

[0019]    Im Zusammenhang mit dieser Ausführungsform erweist es sich weiter als vorteilhaft, wenn der Kolben von der unteren Öffnung des Brühzylinders in diesen einfahrend ausgebildet ist, und wenn unterhalb des Mahlwerks im Brühzylinder ein Verschlusselement im Sinne einer Schleuse angeordnet ist. Dabei ist bevorzugtermassen das Verschlusselement derart ausgebildet, dass es während und/oder nach dem Mahlvorgang und vor dem Brühvorgang ein Hindurchfallen des gemahlenen Kaffees durch das Verschlusselement vom Mahlwerk in den darunter gebildeten und nach unten vom Kolben begrenzten Brühraum erlaubt und während des Brühvorgangs das Mahlwerk gewissermassen nach oben hin vom Brühraum abdichtet.

  

[0020]    Beispielsweise ist eine Konstruktion möglich, bei welcher zwei Scheiben mit alternierend offenen und geschlossenen Bereichen, z.B. Kreissegmenten oder Kreissektoren, je nach Betriebssituation gegeneinander derart verdreht werden, dass entweder die offenen Bereiche der Scheiben übereinanderliegen und entsprechend Mahlgut durch das Verschlusselement nach unten durchfallen kann, oder offene Segmente der oberen Scheibe mit geschlossenen Segmenten der unteren Scheibe zur Deckung gelangen und entsprechend eine Abdichtung vorliegt.

  

[0021]    Bevorzugtermassen ist im Verschlusselement zusätzlich eine Durchführung für den gebrühten Kaffee vorgesehen, durch welche der gebrühte Kaffee beispielsweise zu einer Tasse über weitere Leitungen oder Ähnliches abgeführt werden kann.

  

[0022]    Des Weiteren ist bevorzugtermassen generell am Verschlusselement oder an einer anderen Stellen im Brühzylinder ein Abstreifer derart angeordnet, dass der Filterkuchen nach dem Brühvorgang nach unten ausgeworfen werden kann respektive dessen Hinausfallen erleichtert werden kann. Dies kann beispielsweise gewissermassen durch ein an der Innenwand geführtes Messer erfolgen, welches den Filterkuchen von der Innenwand des Brühzylinders ablöst oder trennt.

  

[0023]    Bevorzugtermassen wird die Konstruktion so ausgelegt, dass der nach dem Brühvorgang entstandene Filterkuchen durch die untere Öffnung des Brühzylinders ausgeworfen wird respektive durch diese Öffnung hinausfällt, beispielsweise in einen Auffangbehälter, insbesondere indem der von unten in den Brühzylinder geführte Kolben aus dem Brühzylinder vollständig herausgeschoben und bevorzugtermassen zudem seitlich abgekippt wird.

  

[0024]    Alternativ ist es möglich, im Brühzylinder seitlich eine Öffnung vorzusehen, durch welche der Filterkuchen in horizontaler Richtung durch einen Auswerfer aktiv hinausgeschoben wird.

  

[0025]    Eine andere Ausführungsform ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Mahlwerk an eine seitliche Öffnung des Brühzylinders angeflanscht oder angeformt ist, und dass im Brühzylinder zwei Kolben von der oberen respektive unteren Öffnung in den Brühzylinder eingreifend verschieblich angeordnet sind, so dass zur Einführung des gemahlenen Kaffees in den Brühzylinder die beiden Kolben so angeordnet sind, dass der gemahlene Kaffee durch die seitliche Öffnung in den zwischen den beiden Kolben vorhandenen Zylinderabschnitt hineinfällt, und dass für den Brühvorgang die Kolben unter Ausbildung des Brühraumes in einen umlaufend abgeschlossenen, von der seitlichen Öffnung entfernten, Bereich des Brühzylinders verschoben werden.

  

[0026]    Bevorzugtermassen ist die Konstruktion dabei dadurch gekennzeichnet, dass der Brühzylinder einen Bereich aufweist, in welchem der Zylindermantel wenigstens zur Hälfte unter Ausbildung einer Auswurföffnung für den Filterkuchen offen liegt, und bevorzugtermassen in diesem Bereich ein Abstreifer zum Auswurf des Filterkuchens in einer radialen Richtung angeordnet ist. Auch hier ist es aber möglich, dass man den Filterkuchen nach unten aus dem Brühzylinder hinausfallen lässt. Bevorzugtermassen verfügt einer der Kolben über einen Wassereinlass und der andere Kolben über einen Auslauf für den gebrühten Kaffee.

  

[0027]    Es ist generell, das heisst nicht nur im Zusammenhang mit dieser Ausführungsform auch möglich, einen Wassereinlass derart vorzusehen, dass er direkt aus der Seitenwand des Brühzylinders in den Brühraum einmündet. Beispielsweise kann eine der oben genannten Leitungen direkt in den Brühraum münden, wobei an dieser Stelle vorzugsweise ein steuerbares Ventil angeordnet ist.

  

[0028]    Eine andere Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass der Brühzylinder mit seiner Hauptachse vertikal angeordnet ist und das Mahlwerk mit seiner Achse unter einem Winkel von höchstens 45[deg.], bevorzugt von höchstens 30[deg.], zur Hauptachse geneigt angeordnet ist, so dass der gemahlene Kaffee ohne weitere aktive Einflussnahme ins Innere des Brühzylinders fallen kann.

  

[0029]    Alternativ kann der Brühzylinder mit seiner Hauptachse horizontal angeordnet sein und das Mahlwerk mit seiner Achse im Wesentlichen in radialer Richtung zum Brühzylinder angeordnet sein.

  

[0030]    Bevorzugtermassen handelt es sich beim Mahlwerk um eine Kegelmühle (oder andere), deren Innenkegel einen Durchmesser aufweist, welcher kleiner ist als der Innendurchmesser des Brühzylinders. Generell kann das Mahlwerk mit einem Elektromotor angetrieben werden, wobei dessen Welle koaxial und direkt mit dem Innenkegel verbunden sein kann, es ist aber alternativ oder zusätzlich auch möglich, eine Kupplung vorzusehen und/oder ein Getriebe. Vorzugsweise kann das Mahlwerk in seinem Mahlgrad eingestellt werden, um unterschiedliche Qualitäten zu ermöglichen, weiterhin vorzugsweise kann auch die Menge des gemahlenen Kaffees eingestellt werden. Derartige Einstellungen können über eine zusätzliche Steuerung realisiert werden.

  

[0031]    Eine weitere bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Kolben eine Filterscheibe zum Brühraum aufweist. Diese Filterscheibe trennt dann den Brühraum vom Einlass für heisses Wasser respektive den Brühraum vom Auslass für den gebrühten Kaffee. Typischerweise sind die Kolben so ausgestaltet, dass sie den Brühraum wenigstens im Moment des Brühens vollständig abdichten, bevorzugtermassen wird dies so realisiert, dass die Dichtung nur in der Brühposition abdichtet, nicht aber in den anderen Betriebspositionen.

  

[0032]    Das Brühmodul ist bevorzugtermassen als Einheit für Reinigungs- und Servicezwecke über Kupplungselemente als gesamte Einheit aus der Kaffeemaschine entnehmbar.

  

[0033]    Generell kann der Brühzylinder kreiszylindrisch, oval oder polygonal ausgebildet sein, vorzugsweise ist er kreiszylindrisch ausgebildet.

  

[0034]    Weitere bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den angegebenen abhängigen Patentansprüchen.

  

[0035]    Der Kern der Erfindung besteht zusammenfassend also u.a. darin, die Systeme Wassererhitzer, Mahlen und Brühen in einer Einheit zu verbinden. Dadurch wird es möglich, ein sehr kompaktes Brühmodul zu schaffen, bei welchem die aus herkömmlichen Maschinen bekannten Schnittstellen-Probleme grösstenteils gelöst sind.

  

[0036]    Es ist auch vorgesehen durch geeignete Kupplungen für Strom und Wasseranschlüsse das Brühmodul als Ganzes austauschbar zu gestalten. Die Servicearbeiten werden dadurch erheblich vereinfacht.

Kurze Erläuterung der Figuren

  

[0037]    Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:
<tb>Fig. 1<sep>einen axialen Schnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines Brühlmoduls, wobei in a) der Kolben axial angeordnet ist und in b) der Kolben seitlich weggeschwenkt ist;


  <tb>Fig. 2<sep>einen axialen Schnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel eines Brühlmoduls; und


  <tb>Fig. 3<sep>einen axialen Schnitt durch ein drittes Ausführungsbeispiel eines Brühmoduls.

Wege zur Ausführung der Erfindung

  

[0038]    In der Folge sollen Ausführungsbeispiele zur Erläuterung der Erfindung, wie sie oben sowie in den angehängten Ansprüchen allgemein beschrieben ist, angegeben werden.

  

[0039]    Die Ausführungsbeispiele dienen zur Erläuterung und sollen nicht zur Einschränkung des Schutzgegenstandes, wie er in den angefügten Ansprüchen definiert ist, ausgelegt werden.

Konzept 1:

  

[0040]    In Fig. 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel dargestellt, bei welchem der Brühzylinder 1 rohrförmig ausgestaltet ist und mit eingegossenem Rohrheizkörper 2 und einem Rohr 3 für die Wasserführung versehen ist. Die Heizleitungen verfügen über Anschlüsse 28 und verlaufen spiralförmig im Rohrkörper des Brühzylinders 1. Auch die Leitungen 3 verfügen über Anschlüsse 29. Der Einlass dieser beiden Anschlüsse ist mit einer Pumpe und einem Vorratsbehälter für Wasser verbunden, der Auslass mit dem Wassereinlass 13 im Kolben 10 (vergleiche weiter unten).

  

[0041]    Selbstverständlich sind nebst der rohrförmigen Ausgestaltung des Heizsystems auch andere Formen möglich. Es ist auch möglich, den rohrförmigen Teil, der als Brühkammer dient, an einen eher flacheren Teil mit der eingegossenen Heizung und dem Wasserrohr anzubinden.

  

[0042]    Bei diesem Konzept ist die Mühle 4 mit dem Antrieb 5 direkt axial in die Brühkammer integriert. Die hier dargestellte Mühle mit konischem Kegel 25 und Ring 24 aus Stahl ist keineswegs die einzige Lösung. Das Mahlwerk 4 könnte auch aus Scheiben in den unterschiedlichsten Materialien und Formen bestehen.

  

[0043]    Der Aussenring 24 ist direkt in den Brühzylinder 1 eingefügt und verfügt dazu über einen umlaufenden oberen Flansch, welcher in eine entsprechende umlaufenden Nut in der oberen Öffnung des Brühzylinders 1 eingreift. Entsprechend ist der Aussenring 24 kraftschlüssig und/oder formschlüssig und/oder stoffschlüssig mit dem Brühzylinder 1 verbunden.

  

[0044]    Oberhalb des Mahlwerks 4 ist ein Aufsatz 26 angeordnet. Dieser Aufsatz ist ebenfalls am Brühzylinder 1 befestigt. Der Aufsatz verfügt über eine Führung für die den Kegel 25 antreibende Welle 23 des Motors 5. Die Welle 23 ist koaxial zur Hauptachse 33 des Brühzylinders 1 angeordnet. Des Weiteren verfügt dieser Aufsatz 26 über eine Anbindung an einen Stutzen 22, welcher zu einem Trichter 21 für die Kaffeebohnen führt. Dieser Trichter 21 ist über eine Kupplung 34 am Stutzen befestigt.

  

[0045]    Direkt unterhalb des Mahlwerks 4 befindet sich ein Verschlusselement 6, welches durch eine Drehbewegung in eine entweder axial partiell geöffnete und eine geschlossene Position gebracht werden kann. Auf die detaillierte Darstellung des Antriebs für die unterschiedlichen Einstellungen des Verschlusselementes 6 wurde hier verzichtet. Dieser kann jedoch beispielsweise durch eine Hohlwelle des Mühlenantriebs erfolgen.

  

[0046]    Das Verschlusselement 6 hat grundsätzlich 4 verschiedene Funktionen.

  

[0047]    Es soll die Brühkammer gegenüber dem Mahlwerk dicht abschliessen.

  

[0048]    Ferner muss es aber auch beim Mahlen den Weg für den Kaffee in die Brühkammer freigeben.

  

[0049]    Weiter soll beim Brühen der Kaffee über eine entsprechende, bereits bekannte, Filterscheibe 8 und durch den unteren Teil dieses Elements über eine Durchführung 31 durch das Verschlusselement 6 zum Auslauf 7 geführt werden können.

  

[0050]    Eine weitere Funktion besteht darin, dass durch Drehen des Verschlusselements 6 auch der Abstreifer 9 gedreht wird. Dies bewirkt, dass der gepresste Kaffee (Filterkuchen) beim Auswerfen von der Brühkammerwand gelöst wird und durch die Schwerkraft nach unten aus dem geöffneten Brühzylinder fallen kann.

  

[0051]    Auf der axial gegenüberliegenden Seite der Mühle befindet sich der Kolben 10 in einer, am Brühzylinder, vorzugsweise um ein Schwenkgelenk 30 schwenkbar gelagerten, kulissenförmigen, Halterung 11. Zwischen dem Kolben und dem Verschlusselement bildet sich der eigentliche Brühraum 27.

  

[0052]    Der Kolben 10 kann mit einer hier nicht speziell gezeigten Mechanik in axialer Richtung verschoben werden. Dabei wird, wenn sich der Kolben in seiner untersten Endposition befindet (in Fig. 1a dargestellt), auch die kulissenförmige Halterung 11 um ca. 90[deg.] aus dem Fallbereich des Kaffees, das heisst insbesondere von der unteren Öffnung 32 des Brühzylinders 1 weggeschwenkt (in Fig. 1b dargestellt). Der Kolben 10 weist zudem ein spezielles Dichtelement 12 für die Dichtung im Brühzylinder 1 sowie einen Wassereinlass 13 für das Brühwasser auf.

  

[0053]    Ausserdem verfügt der Kolben 10 über eine Filterscheibe 35, durch welche das über den Wassereinlass 13 zugeführte aufgeheizte Wasser hindurchtritt, bevor es in den Brühraum 27 gelangt.

  

[0054]    Die Erfindung bezieht sich nicht nur auf diese eine Art der Kolbenbewegung, sondern u.a. darauf, dass sich der Kolben aus dem Fallbereich des Kaffees wegbewegen lässt. Dies kann natürlich auf viele verschiedene Arten erfolgen.

  

[0055]    Der Antriebsmechanismus des Kolbens wie auch der Mühle kann, muss aber nicht, im Brühmodul integriert sein. Die Antriebe könnten auch über entsprechende Kupplungselemente in einer speziellen Antriebsbox, auf welche hier nicht im Speziellen eingegangen werden soll, untergebracht sein.

Konzept 2:

  

[0056]    Dieses Konzept zeigt, wie in Fig. 2dargestellt, eine nicht zwingend horizontale Anordnung eines Brühmoduls.

  

[0057]    Auch bei diesem Konzept ist der Brühzylinder 1 rohrförmig ausgestaltet und mit eingegossenem Rohheizkörper 2 und einem Rohr 3 für die Wasserführung versehen. Selbstverständlich sind auch bei diesem Konzept nebst der rohrförmigen Ausgestaltung des Heizsystems auch andere Formen möglich.

  

[0058]    Der Brühzylinder 1 wird beidseitig durch ein, in axialer Richtung verschiebbares, Kolbenelement abgeschlossen. Der erste Kolben 14 ist als Brause ausgestaltet und weist einen Wassereinlass 15 auf, welcher mit dem eingegossenen Wasserführungsrohr 3 verbunden ist. Die Abdichtung der Kolben zum Brühzylinder erfolgt über geeignete Dichtelemente 16. Diese Dichtelemente werden so ausgestaltet, dass ein Überfahren der Öffnungen im Bereich Mahlwerk 39 und Auswurf 37 ohne Beschädigung möglich wird.

  

[0059]    Der Kolben 17 enthält den Auslauf für den Kaffee 18, eine bereits bekannte Filterscheibe 19 sowie die notwendigen Elemente für die Cremabildung (Cremaventil, nicht dargestellt).

  

[0060]    Die axiale Verschiebung der beiden Kolben 14, 17 in die jeweiligen Arbeitspositionen kann über verschieden ausgestaltete, auf der Zeichnung nicht gezeigten, Betätigungsvorrichtungen, erfolgen.

  

[0061]    Diese Betätigungsvorrichtungen können Bestandteil des Brühmoduls, oder aber wie bei Konzept 1, über geeignete Kupplungselemente ausserhalb des Brühmoduls angeordnet sein.

  

[0062]    Besonderheit dieses Konzeptes ist, dass die Achse des Mahlwerks 4 mit dem Antrieb 5 ungefähr 90[deg.] zur Achse 33 des Brühzylinders liegt. Das Mahlgut fällt somit in radialer Richtung von selbst in den Brühzylinder und wird durch den Kolben 14 nach rechts geschoben und zum Brühen im Brühraum 27 verdichtet. Nach dem Brühvorgang werden die Kolben 14, 17 noch weiter nach rechts geschoben und der Kaffee 36 wird durch den Abstreifer 20 ausgeworfen.

  

[0063]    Die verschiedenen Lösungen für das Mahlwerk, wie beim Konzept 1 beschrieben, gelten auch bei diesem Konzept.

  

[0064]    In diesem Fall ist zudem dargestellt, dass die Zuführung oder Abführung des heissen Wassers auch in axialer Richtung erfolgen kann.

Konzept 3:

  

[0065]    Konzept 3 zeigt eine Abwandlung des Konzeptes 2 in vertikaler Anordnung. Die Funktionsweise ist an sich identisch mit Konzept 2.

  

[0066]    Der Unterschied liegt darin, dass die Mühle nicht im rechten Winkel zur Brühkammer angeordnet ist, sondern in einem Winkel von ca. 45[deg.]. Die Anordnung der Mühle könnte aber auch in ihrer Achse parallel zur Brühkammer liegen. Dabei würde der gemahlene Kaffee mit einem entsprechenden Element (z.B. Flügelrad) radial in die Brühkammer befördert.

  

[0067]    Zusammenfassend ergeben sich aus dem vorgeschlagenen Konzept folgende Vorteile respektive Merkmale entweder einzeln oder in Kombination:
Zusammenfügen (Kombination) der Systeme Wassererhitzer, Mahlen und Brühen zu einer kompakten und diese 3 Funktionen beinhaltenden Einheit.
Brühmodul kann als Einheit für Reinigungs- und Servicezwecke über spezielle Kupplungselemente aus der Maschine entfernt werden.
Der Antriebsmechanismus kann direkt im Brühmodul integriert oder aber in einer Getriebebox mit entsprechenden Kupplungselementen verbunden,

   ausserhalb des Brühmoduls angeordnet sein.
Der Brühzylinder kann direkt von der Heizung der Wasseraufbereitung umgeben sein und der Wasseraufbereitungsteil muss nicht zwingend rund sein.
Der Brühzylinder kann auch nur im Brühbereich beheizt werden und die anderen Elemente isoliert angebracht werden.
Das Mahlwerk kann direkt in der Brühkammer integriert sein und der Kaffee gelangt dann nicht über eine Rutsche oder andere Elemente in die Brühkammer, sondern direkt, das heisst es wird gewissermassen in den Brühzylinder hinein produziert.
Das Mahlwerk kann in der Achse 33 des Brühzylinders aber auch bis zu 90[deg.] dazu angeordnet sein.
Das Mahlwerk kann auch parallel versetzt zur Achse des Brühzylinders angeordnet sein.
Die Brühkammer kann durch ein bewegliches Dichtelement (Schleuse) vom Mahlwerk getrennt sein,

   und der Kaffee kann durch dieses Dichtelement in den Brühraum gelangen.
Am Dichtelement kann sich ein Abstreifer zum Entfernen des gebrühten Kaffees befinden.
Beim Konzept 1 lässt sich der Kolben aus dem Fallbereich des Kaffees bewegen.
Die Dichtelemente an den Kolben können so ausgestaltet sein, dass diese nur in der Brühposition wirklich dichtend sind.
Das System ist auf kürzeste Wege aufgebaut und es handelt sich bei der neuen Technologie um ein in sich geschlossenes System.
Die Feinabstimmung der einzelnen Elemente zueinander kann werkseingestellt werden (Einbau- und Austauschbarkeit).

Bezugszeichenliste

  

[0068]    
<tb>1<sep>Brühzylinder


  <tb>2<sep>Rohrheizkörper


  <tb>3<sep>Wasserführung in 2


  <tb>4<sep>Mahlwerk


  <tb>5<sep>Antrieb


  <tb>6<sep>Verschlusselement


  <tb>7<sep>Auslauf


  <tb>8<sep>Filterscheibe


  <tb>9<sep>Abstreifer


  <tb>10<sep>Kolben


  <tb>11<sep>kulissenförmige Halterung/Führung für 10


  <tb>12<sep>Dichtelement


  <tb>13<sep>Wassereinlass


  <tb>14<sep>Kolben


  <tb>15<sep>Wassereinlass


  <tb>16<sep>Dichtelement


  <tb>17<sep>Kolben


  <tb>18<sep>Auslauf


  <tb>19<sep>Filterscheibe


  <tb>20<sep>Abstreifer


  <tb>21<sep>Trichter für Kaffee


  <tb>22<sep>Stutzen zu Mahlwerk


  <tb>23<sep>Welle von 5


  <tb>24<sep>Aussenring von 4


  <tb>25<sep>Innenkegel von 4


  <tb>26<sep>Aufsatz


  <tb>27<sep>Brühraum


  <tb>28<sep>Anschlüsse für Heizkörper


  <tb>29<sep>Anschlüsse für Wasserführung


  <tb>30<sep>Schwenkgelenk


  <tb>31<sep>Durchführung zu 7 durch 6


  <tb>32<sep>Auswurföffnung von 1


  <tb>33<sep>Hauptachse


  <tb>34<sep>Kupplung von 21 an 22


  <tb>35<sep>Filterscheibe


  <tb>36<sep>Kaffeeauswurf


  <tb>37<sep>Auswurföffnung


  <tb>38<sep>Flansch


  <tb>39<sep>Einschnitt


  <tb>40<sep>Rohrkörper

Claims (18)

1. Brühmodul für die Zubereitung von Kaffee, ausgehend von Kaffeebohnen, mit einem Mahlwerk (4), einer Brühgruppe, sowie einer Einheit (2, 3) zur Bereitstellung von heissem Wasser und/oder Wasserdampf, dadurch gekennzeichnet, dass die Brühgruppe als Brühzylinder (1) ausgebildet ist, in dessen Zylinderinnenraum wenigstens ein Kolben (10, 14, 17) unter Ausbildung eines Brühraumes (27) verschieblich geführt ist und das Mahlwerk (4) an diesen Brühzylinder (1) direkt angeflanscht oder an diesen angeformt oder in diesen integriert ist.

2. Brühmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einheit (2, 3) zur Bereitstellung von heissem Wasser und/oder Wasserdampf in den Brühzylinder (1) integriert ist.

3. Brühmodul nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Brühzylinder (1) einen Rohrkörper (40) umfasst, in welchem eine Führung (3) für das zur Kaffeezubereitung bereitgestellte heisse Wasser vorgesehen ist, wobei vorzugsweise diese Führung (3) in Form von wenigstens teilweise umlaufenden Leitungen (3) ausgebildet ist.

4. Brühmodul nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Brühzylinder ein Heizkörper (2) integriert ist, vorzugsweise in dem in einem den Brühzylinder (1) bildenden Rohrkörper (40) eine Heizleitung (2), insbesondere bevorzugt in Form einer wenigstens teilweise umlaufenden Heizspirale, integriert ist.

5. Brühmodul nach Anspruch 3 und Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungen (3) und die Heizleitung (2) umlaufend im Rohrkörper (40) integriert sind, vorzugsweise in axialer Richtung alternierender Anordnung.

6. Brühmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Einheit (2, 3) zur Bereitstellung von heissem Wasser und/oder Wasserdampf eine elektrische Widerstandheizung umfasst.

7. Brühmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mahlwerk (4) und der Brühzylinder (1) derart angeordnet sind, dass vom Mahlwerk (4) bereitgestellter gemahlener Kaffee ohne weitere Einflussnahme unter Einwirkung der Schwerkraft in den Brühraum (27) fällt.

8. Brühmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Brühzylinder (1) mit seiner Hauptachse (33) im Wesentlichen senkrecht angeordnet ist, und das Mahlwerk (4) in die obere Öffnung des Brühzylinders (1) im Wesentlichen unlösbar integriert ist, wobei vorzugsweise das Mahlwerk (4) über einen Antrieb (5) angetrieben wird, dessen Welle (23) koaxial zur Hauptachse (33) angeordnet ist.

9. Brühmodul nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (10) von der unteren Öffnung (32) des Brühzylinders (1) in diesen einfahrend ausgebildet ist, und dass unterhalb des Mahlwerks (4) im Brühzylinder (1) ein Verschlusselement (6) angeordnet ist, wobei das Verschlusselement (6) derart ausgebildet ist, dass es nach dem Mahlvorgang und vor dem Brühvorgang ein Hindurchfallen des gemahlenen Kaffees durch das Verschlusselement (6) in den darunter gebildeten und nach unten vom Kolben (10) begrenzten Brühraum (27) erlaubt, und während des Brühvorgangs das Mahlwerk (4) vom Brühraum (27) abdichtet, wobei vorzugsweise im Verschlusselement (6) zusätzlich eine Durchführung (31) für den gebrühten Kaffee vorgesehen ist, und wobei weiterhin vorzugsweise am Verschlusselement (6) ein Abstreifer (8) derart angeordnet ist,

dass der Filterkuchen nach dem Brühvorgang nach unten ausgeworfen werden kann, insbesondere bevorzugt, indem der Filterkuchen von der Innenwand des Brühzylinders abgelöst wird.

10. Brühmodul nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine untere Öffnung des Brühzylinders (1) vorhanden ist, durch welche der nach dem Brühvorgang entstandene Filterkuchen ausgeworfen wird, wobei insbesondere der von unten in den Brühzylinder (1) geführte Kolben (10) aus dem Brühzylinder (1) herausschiebbar und bevorzugtermassen seitlich abkippbar ausgebildet ist.

11. Brühmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Mahlwerk (4) an eine seitliche Öffnung des Brühzylinders (1) angeflanscht oder angeformt ist, und dass im Brühzylinder (1) zwei Kolben (14, 17) von der oberen respektive unteren Öffnung in den Brühzylinder (1) eingreifend verschieblich angeordnet sind, so dass zur Einführung des gemahlenen Kaffees in den Brühzylinder (1) die beiden Kolben (14, 17) so angeordnet sind, dass der gemahlene Kaffee durch die seitliche Öffnung in den zwischen den beiden Kolben (14, 17) vorhandenen Zylinderabschnitt hineinfällt, und dass für den Brühvorgang die Kolben (14, 17) unter Ausbildung des Brühraumes (27) in einen umlaufend abgeschlossenen, von der seitlichen Öffnung entfernten, Bereich des Brühzylinders (1) verschiebbar sind.

12. Brühmodul nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Brühzylinder (1) einen Bereich aufweist, in welchem der Zylindermantel wenigstens zur Hälfte unter Ausbildung einer Auswurföffnung (37) für den Filterkuchen (36) offen liegt, und dass bevorzugtermassen in diesem Bereich ein Abstreifer (20) zum Auswurf des Filterkuchens (36) in einer radialen Richtung angeordnet ist.

13. Brühmodul nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Kolben (14) einen Wassereinlass (15) aufweist und der andere Kolben (17) einen Auslauf (18) für den gebrühten Kaffee.

14. Brühmodul nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Brühzylinder (1) mit seiner Hauptachse (33) vertikal angeordnet ist und das Mahlwerk (4) mit seiner Achse unter einem Winkel von höchstens 45[deg.], bevorzugt von im Bereich von 30[deg.] oder höchstens 30[deg.], zur Hauptachse (33) angeordnet ist, oder dass der Brühzylinder (1) mit seiner Hauptachse (33) horizontal angeordnet ist, und dass das Mahlwerk (4) mit seiner Achse im Wesentlichen in radialer Richtung zum Brühzylinder (1) angeordnet ist.

15. Brühmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich beim Mahlwerk (4) um eine Kegelmühle handelt, deren Innenkegel (25) einen Durchmesser aufweist, welcher kleiner ist als der Innendurchmesser des Brühzylinders (1), wobei das Mahlwerk (4) vorzugsweise mit einem Elektromotor angetrieben wird, dessen Welle (23) koaxial und direkt mit dem Innenkegel (25) verbunden ist.

16. Brühmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Kolben (10, 14, 17) eine Filterscheibe (8, 19) zum Brühraum (27) aufweist und/oder dass der wenigstens eine Kolben (10, 14, 17) so ausgestaltet ist, dass er nur in der Brühposition abdichtet.

17. Brühmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Brühmodul als eine Einheit ausgebildet ist, die über Kupplungselemente mit einer Kaffeemaschine verbindbar ist, und dass für Reinigungs- und Servicezwecke das Brühmodul als gesamte Einheit aus der Kaffeemaschine entnommen werden kann.

18. Brühmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Brühzylinder (1) kreiszylindrisch, oval, oder polygonal ausgebildet ist.