DE10125245A1

DE10125245A1 - Brühkopf für eine Espressomaschine

Info

Publication number: DE10125245A1
Application number: DE10125245A
Authority: DE
Inventors: Michael Borgmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-09-11
Filing date: 2001-05-23
Publication date: 2002-04-18
Also published as: DE20015710U1

Abstract

Espressomaschinen sind oft material- und kostenintensiv ausgeführt. Viele Brühwasserbereiter sind wegen Restwasser und Metallmigration gesundheitsbedenklich; die langen Wasserwege sind verkalkungsanfällig. DOLLAR A Bei dem neuen Brühkopf wird das Brühwasser aus einem offenen, physiologisch unbedenklichen Brühwasserbereiter (4) auf kürzestem Weg direkt durch das Brühkolben-Oberteil (23) in das Brühkolben-Unterteil (26) geleitet und mittels der Pumpbewegung des Brühkolben-Oberteiles (23) durch die Brühkammer (32) gedrückt. DOLLAR A Die Espressomaschine eignet sich für die Zubereitung von einer bis zwei Tassen Kaffee bei Verwendung von Kaffeemehl oder portioniertem Kaffee.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Brühkopf für eine Espressomaschine mit einem Brühkolben mit einem Einlass für Heißwasser, mit einem Heißwasserbereiter, mit einer druckdicht verschließbaren Brühkammer mit einer Einfüllöffnung für frisches Espressomehl, mit einem Auslauf für den gebrühten Espressokaffee, mit einem Hubboden für den Aushub des Kaffeekuchens aus der Brühkammer, mit einem Transportierer für den Kaffekuchen.

Eine bestimmte Kategorie bekannter Espressomaschinen weist einen Wasserbehälter für Frischwasser, eine elektrisch betriebene Pumpe, einen Heißwasserbereiter und einen Brühkopf auf.

Bei diesen Maschinen ist der Frischwasserbehälter über eine Saugleitung mit der Pumpe verbunden, die ihrerseits druckseitig mit einem Heißwasserbereiter verbunden ist. Der Heißwasserbereiter ist mit einer Brühwasser führenden Leitung mit einem Brühkopf verbunden.

Es sind aber auch Espressomaschinen bekannt, bei denen der Heißwasserbereiter mit dem Brühkopf eine Baueinheit bildet und somit die wasserführenden Kanäle direkt miteinander verbunden sind.

Bei derartigen vorbekannten Systemen sind die elektrische Pumpe und der meist massive Durchlaufheizer sehr materialintensiv und auch kostenintensiv ausgeführt.

Ein weiterer Nachteil sind die montageaufwendigen wasserführenden Verbindungen zwischen den jeweiligen Komponenten, wobei diese Verbindungen üblicherweise aus Schlauch- oder Rohrverbindungen bestehen, wobei ein weiterer Nachteil darin zu sehen ist, dass diese durch Kalkablagerungen an den Verbindungsstellen undicht werden und verstopfen.

Ein weiteres Problem stellen einige Heißwasserbereiter dar, in denen systembedingt ständig eine Teilmenge des Durchlaufwasssers verbleibt, das somit unhygienisch wird, so dass es zu gesundheitsbedenklichen Metallmigrationen kommen kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Espressomaschine zu erstellen, die einen einfachen und wirtschaftlichen Aufbau aufweist und die vorgenannten Nachteile beseitigt.

Diese Aufgabe wird neuerungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Dadurch läßt sich der Brühkolben direkt axial unterhalb des Heißwasserbereiters anordnen, wobei er derart gestaltet ist, dass er das Kaffeemehl verdichtet und die Funktionen einer Pumpe aufweist.

Es versteht sich jedoch, dass die Pumpenfunktion extern aus dem Brühkopf ausgelagert sein kann, d. h. an anderer Stelle erfolgt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Neuerung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Neuerung ist im Frischwasserbehälter ein Heizer eingebaut, welcher der Heißwasserbereitung dient.

Dabei ermöglicht der vorzugsweise axial über dem Brühkopf angeordnete offene Heißwasserbereiter einen drucklosen Einlauf des Brühwassers in den Brühkolben.

Hier bewirkt das Brühkopf-Oberteil mit seinem Brühkolben-Oberteil bei entsprechenden Hubbewegungen den erforderlichen Druckaufbau des Brühwassers für den Brühvorgang.

Das bei vorbekannten Espressomaschinen sich üblicherweise ergebende Ansaugproblem nach längerem Nichtgebrauch ist bei der neuerungsgemäßen Lösung wegen des direkt auf den Brühkopf wirkenden statischen Druckes des Brühwassers auszuschließen, was einen weiteren Vorteil darstellt.

Die Brühwasserzuführung vom Heißwasserbereiter zu dem sich beim Brühvorgang auf- und abbewegenden Brühkolben-Oberteil erfolgt vorzugsweise mittels eines faltenbalgartigen Verbindungsstückes. Denkbar ist auch eine teleskopartige Verbindung oder ein entsprechend geformtes Elastomer.

Die Pumpbewegung des Brühkolben-Oberteiles erfolgt vorzugsweise durch ein unterhalb der Brühkammer, koaxial zum Brühkolben-Oberteil angeordnetes Zugelement, welches motorisch angetrieben eine Hubbewegung ausführt.

Dazu ist eine entsprechende mechanische Koppelung des Brühkolben-Oberteiles benutzbar. Mit dem den Hub ausführenden Zugelement wird das Brühkolben- Oberteil auf- und abbewegt und presst somit das Brühwasser durch das Kaffeemehl.

Durch ein Rückschlagventil im Brühkolben-Oberteil wird verhindert, dass das Brühwasser bei Druckaufbau in den Brühwasserbehälter zurückgedrückt wird.

Ein weiteres Ventil im Brühkolben-Unterteil verhindert, dass das in die Brühkammer eingepresste Brühwasser zurückfließt.

Es ist auch denkbar, das Brühwasser mittels eines Handhebels durch das Kaffeemehl zu pressen. Dabei würde der bereits erwähnte Handhebel bei einer entsprechenden Ent- und Verriegelungsmechanik am Brühkolben-Unterteil auch für die Pumpbewegung des Brühkolben-Oberteiles dienlich sein.

Entsprechend der Aufgabe, eine hygienische und gesundheitsunbedenkliche Espressomaschine bereitzustellen, besteht der Heißwasserbereiter vorzugsweise aus einem hitzebeständigen und physiologisch unbedenklichem Material.

Dabei ist es vorteilhaft, den Heißwasserbereiter so zu gestalten, dass der Behälter zum Befüllen mit Frischwasser vom Gerät abgenommen werden kann. Hierfür ist es zweckmäßig, das Heizelement mit Steckkontakten zur Stromversorgung zu versehen.

Durch Hochziehen eines Handhebels wird der Brühkolben aus der Brühkammer gehoben, wodurch der mit dem Brühkolben-Unterteil mechanisch gekoppelte Hubboden zeitverzögert bis zur Oberkante der Brühkammer hochgeschoben wird.

Der als Kaffekuchen zu bezeichnende Kaffeesatz wird mit einem vorzugsweise segmentartig ausgebildeten und horizontal um einen Drehpunkt schwenkbaren Transportierer ausgeworfen.

Die Neuerung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert, aus dem sich weitere wichtige Merkmale ergeben.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Espressomaschine, die mit einem neuerungsgemäßen Brühkopf ausgerüstet ist,

Fig. 1A eine teilweise Vorderansicht der Espressomaschine nach Fig. 1,

Fig. 2 Bauelemente des Brühkopfes in einem Vertikalschnitt, wobei das Kaffeemehl bereits eingefüllt und vom Brühkolben-Unterteil verdichtet ist,

Fig. 3 einen Vertikalschnitt entsprechend Fig. 2, wobei das Brühkolben-Oberteil ganz in das Brühkolben-Unterteil eingetaucht ist,

Fig. 4 einen Vertikalschnitt analog Fig. 3, wobei das Brühkolben-Unterteil aus der Brühkammer herausgezogen und der Hubboden der Brühkammer den Kaffekuchen aus der Brühkammer herausgedrückt hat,

Fig. 5 eine weitere Schnittdarstellung entsprechend Fig. 4, aus der entnehmbar ist, wie der ausgedrückte Kaffekuchen ausgeworfen wird, wobei zeitgleich die Brühkammer mit frischem Espressomehl gefüllt wird,

Fig. 6 ein prinzipielles Füll- und Auswerfersegment, bei dem die jeweiligen Positionen dargestellt sind,

Fig. 7 eine Verriegelungsplatte für das Brühkolben-Unterteil, die in verriegelter Position im Schnitt dargestellt ist.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel einer Espressomaschine ist in einem Gestell 3 das ortsfeste Brühkopf-Unterteil 2 des zweiteiligen Brühkopfes angeordnet.

Das bewegliche Brühkopf-Oberteil 1 besteht aus dem Brühkolben-Oberteil 23 und dem Brühkolben-Unterteil 26 und wird mittels der Führungshülsen 10 am Brühkopf- Unterteil 2 axial geführt.

Das Brühkolben-Oberteil 23 ist über einen faltenbalgartigen Schlauch 22 mit dem Heißwasserbereiter 4 verbunden.

Desweiteren sind an dem Brühkolben-Oberteil 23 symmetrisch, vorzugsweise zwei sogenannte Hubstäbe 20 angebracht, welche koaxial durch die ebenfalls vorzugsweise zwei Führungshülsen 10, axial verschiebbar mit einem Kupplungsring 17 verbunden sind.

Der Kupplungsring 17 umgreift eine Gewindespindel 16, die mittels eines von einem Elektromotor 14 antreibbaren Zahnrades 15 in Drehung bringbar ist und den Kupplungsring 17 axial verschiebt.

Zum Befüllen der Brühkammer 32 mit Kaffeemehl wird der mit dem Träger 9 des Gestelles 3 gelenkig verbundene Handhebel 8 nach oben gedrückt.

Dadurch wird das mit dem Handhebel 8 verbundene Brühkolben-Unterteil 26 aus der Brühkammer 32 herausgezogen, wobei ebenfalls das Brühkolben-Oberteil 23 über die Brühkolbenfeder 34 nach oben gedrückt wird und somit den faltenbalgartigen Brühwasserschlauch 22 entsprechend zusammendrückt.

Bei dieser Aufwärtsbewegung des Brühkolbens 23, 26 werden die mit dem Brühkolben-Oberteil 23 verbundenen Hubstäbe 20 und der mit diesen Hubstäben verbundene Kupplungsring 17 ebenfalls nach oben gezogen.

Durch eine besondere konstruktive Ausbildung der Gewindespindel 16 und des Kupplungsringes 17, welche hier nicht näher beschrieben ist, entkuppelt sich der Kupplungsring 17 von der Gewindespindel 16 am Endpunkt der Abwärtsbewegung automatisch, was das Hochziehen des Brühkolbens 23, 26 bei ausgeschalteten Motor ermöglicht.

Das Befüllen der Brühkammer erfolgt mittels eines sogenannten Transportierers 19, welcher bei einer Schwenkbewegung das portionierte Kaffeemehl von einem Kaffeemehlbehälter 18 mittels eines Dosierers in die Brühkammer 32 befördert.

Der Kaffeemehlbehälter 18 mit Dosierer sind in Aufbau und Funktion bekannt und gehören zum Stand der Technik.

In Fig. 6 ist der jeweilige Ablauf dargestellt. Die Kaffeemehlaufnahme 36 des Transportierers 19 befindet sich in Position I unter dem Kaffeemehlbehälter 18 und nimmt durch entsprechende Handhabung des Dosierers eine portionierte Menge Kaffeemehl auf. Durch eine Schwenkbewegung des Transportierers 19 wird das Kaffeemehl von Position I in die Position II, welche die Position über der Brühkammer 32 darstellt, transportiert. Die Brühkammer 32 wird mit Kaffeemehl befüllt. Danach wird die Kaffeemehl-Aufnahme 36 zurück nach Position I geschwenkt.

Durch Herunterdrücken des Handhebels 8 und gleichzeitigem Ziehen des Entriegelungsbleches 12 wird das Brühkolben-Unterteil 26 in die Brühkammer 32 gedrückt, wobei das Kaffeemehl verdichtet wird. Dadurch wird eine wesentlich bessere Cremabildung erzielt.

Durch eine gegebenenfalls selbständige Verriegelung des Brühkolben-Unterteiles 26 mit dem Brühkopf-Unterteil 2 wird die Brühkammer 32 druckdicht verriegelt.

In Fig. 1 und 7 ist ein Ausführungsbeispiel einer Verriegelung dargestellt. Zur Verriegelung rastet das Verriegelungsblech 12 in eine der Rastnuten 11 der Führungshülsen 10, was aus Fig. 7 ersichtlich ist.

Zum Entriegeln wird das Verriegelungsblech 12 aus der Rastposition gezogen. Entgegen der Darstellung ist auch eine Klinkenrastung denkbar.

Möglich ist auch die konstruktive Einbringung der Entriegelungsmechanik in den Handhebel 8, wobei eine Einhandbedienung beim Schließen und Öffnen der Brühkammer 32 erreicht wird.

Der Heißwasserbereiter 4 ist vorteilhaft vom Gestell 3 abnehmbar, um ein Befüllen mit Frischwasser zu erleichtern. In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines Heißwasserbereiters 4 mit Heizer 5 und Steckkontakten 7 dargestellt.

Heißwasserbereiter mit Steckkontakten gehören zum Stand der Technik und daher nicht näher erläutert.

Wird zum Befüllen des Heißwasserbereiters 4 dieser vom Gestell 3 abgenommen, verschließt das Ventil 6 automatisch die Brühwasserauslauföffnung und öffnet dieses beim Wiederaufsetzen des Heißwasserbereiters.

Um eine hygienische Heißwasserbereitung zu erreichen, ist es neuerungsgemäß vorgesehen, den abnehmbaren Heißwasserbereiter 4 aus einem physiologisch unbedenklichen, vorzugsweise hitzebeständigen, transparenten Thermoplast zu erstellen.

Ein im Heißwasserbereiter 4 angeordnetes Bi-Metall-Element 35 öffnet den Auslauf des Heißwasserbereiters 4 erst, wenn eine bestimmte Brühwassertemperatur erreicht ist.

Derartige Bi-Metall-Elemente sind bei Heißwasserbereitern bekannt und gehören zum Stand der Technik, so dass eine Erläuterung hier entbehrlich ist.

Demgemäß fließt nach Erreichen der Brühwassertemperatur das Brühwasser durch den Brühwasserschlauch 22 und das Brühkolben-Oberteil 23 in das Brühkolben- Unterteil 26.

Wird nun zur Espressozubereitung die Maschine eingeschaltet, wird das Brühkolben-Oberteil 23 durch die Zugbewegungt der Hubstäbe 20 in das Brühkolben-Unterteil 26 gezogen und drückt somit das in das Brühkolben-Unterteil 26 eingeflossene Brühwasser in die Brühkammer 32.

Dabei verhindert das Kugelventil 24 ein Zurückfließen des Brühwassers. Der Pumpenintervall ist dabei so gewählt, dass eine optimale Durchlaufzeit bei der Espressozubereitung erzielt wird.

In der unteren Endposition des Hubes entkoppelt sich der Kupplungsring 17 automatisch von der Gewindespindel 16.

Das Brühkolben-Oberteil wird nun von der Brühkolbenfeder 34 in die obere Endposition des Hubes gedrückt.

Infolge der Aufwärtsbewegung des Brühkolben-Oberteiles 23 entsteht im Brühkolben-Unterteil 26 ein Unterdruck, der mit dem statischen Druck des Brühwassers zusammenwirkend das Brühkolben-Unterteil 26 erneut mit Brühwasser füllt.

Durch die automatische Koppelung des Kupplungsringes 17 an die Gewindespindel 16 zieht sich das Brühkolben-Oberteil 23 erneut in das Brühkolben-Unterteil 26.

Das hierbei nicht näher beschriebene Antriebssystem für die bereits beschriebene Hubbewegung des Brühkolben-Oberteiles 23 ist so konstruiert, dass ein Öffnen der Brühkammer bei ausgeschaltetem Antriebsmotor möglich ist.

Dies erfolgt durch Ziehen des Verriegelungsbleches 12 und durch Hochziehen des Handhebels 8, wobei der Brühkolben (23, 26) aus dem Brühkopf-Unterteil herausgezogen wird.

Dabei drückt der mit den Führungshülsen 10 mechanisch gekoppelte Hubboden 38 den Kaffeekuchen aus der Brühkammer 32, was aus Fig. 4 entnehmbar ist.

Durch die entsprechende Schwenkbewegung des Transportierers 19 wird der Kaffeekuchen ausgeworfen, wie bei Fig. 5 dargestellt.

Bei dieser Schwenkbewegung schiebt der Transportierer 19 erneut frisches Kaffeemehl in die Brühkammer.

Wie bereits erwähnt, gibt die vorgenannte Ausführungsform der Espressomaschine den Neuerungsgegenstand nur beispielsweise wieder, der keinesfalls allein darauf beschränkt ist. Es sind vielmehr noch weitere Ausgestaltungen des neuerungsgemäßen Gegenstandes denkbar. Alle aus der Beschreibung und aus den Zeichnungen ersichtlichen Merkmale sind für die Neuerung wesentlich, auch wenn sie nicht ausdrücklich beansprucht sind.

Bezugszeichenliste

1

Brühkopf-Oberteil

2

Brühkopf-Unterteil

3

Gestell

4

Heißwasserbereiter

5

Heizer

6

Auslaufventil

7

Steckkontakt

8

Handhebel

9

Träger

10

Führungshülse

11

Rastnut

12

Verriegelungsblech

13

Kaffeeauslauf

14

Motor

15

Zahnrad

16

Gewindespindel

17

Kupplungsring

18

Kaffeemehlbehälter

19

Transportierer

20

Hubstab

21

Druckfeder

22

Brühwasserschlauch/Verbindungsstück

23

Brühkolben-Oberteil

24

Rückschlagventil

25

Oberteil-Kolbendichtung

26

Brühkolben-Unterteil

27

Brühventil

28

Unterteil-Kolbendichtung

29

Verteilersieb

30

Brühsieb

31

Kaffeeauslauf

32

Brühkammer

33

Transportierer-Lager

34

Brühkolbenfeder

35

Bi-Metall-Element

36

Kaffeemehlaufnahme

37

Kaffeesatzaufnahme

38

Hubboden

Claims

1. Brühkopf für eine Espressomaschine, der in ein gehäusefestes Unterteil (2) und in ein bewegliches Oberteil (1) unterteilt ist, mit einer im Unterteil (2) enthaltenen druckdicht verschließbaren, Kaffeemehl aufnehmender Brühkammer (32), mit einem Kaffeeauslauf (13), mit einem im Unterteil (2) in der Brühkammer (32) vorgesehenen Hubboden (38), über den der ausgelaugte Kaffeesatz aus der Brühkammer (32) gehoben und von einem Transportierer (19) seitlich ausgeworfen wird, sowie mit einem im Oberteil (1) enthaltenen Brühkolben (23, 26), der von oben in die Brühkammer (32) eintaucht, dadurch gekennzeichnet, dass der Brühkolben (23, 26) aus zwei zueinander bewegbaren Teilen ausgebildet ist, wobei das Brühkolben-Oberteil (23) als Pumpenkolben ausgebildet ist und durch Eintauchen in den zylindrischen Raum des Brühkolben-Unterteiles (26) eine wasserverdrängende Funktion ausführt.

2. Brühkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Brühkolben-Oberteil (23) direkt mit einem Heißwasserbereiter (4) wasserführend verbunden ist.

3. Brühkopf nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass der Heißwasserbereiter (4) Steckkontakte (7) aufweist, mit einem Auslaufventil (6) versehen ist und vom Gestell (3) abnehmbar ist.

4. Brühkopf nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsstück (22) zwischen dem Heißwasserbereiter (4) und dem Brühkolben-Oberteil (23) eine Hubbewegung ermöglichende Zuleitung ist.

5. Brühkopf nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsstück als faltenbalgartiger Brühwasserschlauch (22) ausgebildet ist.

6. Brühkopf nach einen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Brühkolben-Oberteil (23) ein Rückschlagventil (24) aufweist.

7. Brühkopf nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Brühkolben-Oberteil (23) zum Brühkolben-Unterteil (26) durch Hubstäbe (20) axial geführt ist.

8. Brühkopf nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Brühkolben-Unterteil (26) mit im Brühkopf-Unterteil (2) axial verschiebbaren Führungshülsen (10) versehen ist, welche das Brühkolben-Unterteil (26) im Brühkopf-Unterteil axial führen.

9. Brühkopf nach einen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungshülse (10) Rastnuten (11) aufweist, wodurch die Führungshülse (10) mittels des Verriegelungsbleches (12) mit dem Brühkopf-Unterteil (2) verriegelbar ist und somit die Brühkammer (32) druckfest verschließt.

10. Brühkopf nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Brühkopf-Unterteil (2) einen Transportierer (19) aufweist, welcher um das Transportierer-Lager (33) schwenkbar ist und mit einer Kaffeemehlaufnahme (36) versehen ist.