DE102010012788A1 - Espresso machine or coffee machine has brewer and brewing device having brewing chamber filled with coffee powder - Google Patents
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- A47J31/34—Coffee-making apparatus in which hot water is passed through the filter under pressure, i.e. in which the coffee grounds are extracted under pressure with hot water under liquid pressure
- A47J31/36—Coffee-making apparatus in which hot water is passed through the filter under pressure, i.e. in which the coffee grounds are extracted under pressure with hot water under liquid pressure with mechanical pressure-producing means
- A47J31/3604—Coffee-making apparatus in which hot water is passed through the filter under pressure, i.e. in which the coffee grounds are extracted under pressure with hot water under liquid pressure with mechanical pressure-producing means with a mechanism arranged to move the brewing chamber between loading, infusing and ejecting stations
- A47J31/3609—Loose coffee being employed
- A47J31/3614—Means to perform transfer from a loading position to an infusing position
Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Espressomaschine oder einen Kaffeevollautomaten mit einem Mahlwerk und einer einen Brüher und eine Brühkammer umfassenden Brüheinrichtung. Eine solche Espressomaschine oder ein solcher Kaffeevollautomat ist eine elektrisch betriebene Vorrichtung, die vollautomatisch mindestens eine, in der Regel mehrere Kaffeevarianten produzieren kann. Die grundlegenden Bauelemente der elektrisch betriebenen, erfindungsgemäßen Vorrichtung sind dabei in der Regel ein Mahlwerk zum Zerkleinern der Kaffeebohnen in Kaffeemehl, eine Pumpe, ein Durchlauferhitzer und/oder Boiler sowie eine Brühgruppe (nachfolgend auch Brüheinrichtung genannt) umfassend einen Brüher und eine Brühkammer. Die Brüheinrichtung kann dabei dauerhaft im Gerät installiert sein oder auch zu Reinigungs- und Wartungszwecken aus dem Gerät entnommen werden.The present invention relates to an espresso machine or a coffee machine with a grinder and a brewing device comprising a brewer and a brewing chamber. Such an espresso machine or such a coffee machine is an electrically operated device that can fully automatically produce at least one, usually several coffee variants. The basic components of the electrically operated, inventive device are usually a grinder for crushing the coffee beans in ground coffee, a pump, a water heater and / or boiler and a brewing group (hereinafter also called brewing) comprising a brewer and a brewing chamber. The brewing device can be permanently installed in the device or removed for cleaning and maintenance purposes from the device.
Im Rahmen der nachfolgenden Beschreibung der vorliegenden Erfindung wird unter dem Begriff der Brühflüssigkeit diejenige Flüssigkeit (in der Regel heißes Wasser) verstanden, die beim Brühvorgang durch die Kammer hindurchtritt, dabei das in der Brühkammer vorhandene Kaffeepulver durchströmt und anschließend an ein externes Gefäß (Tasse) abgegeben wird. Insbesondere umfasst dieser Begriff jeden Zustand der verwendeten Flüssigkeit, also sowohl den Zustand vor dem Durchströmen der Brühkammer (heißes Wasser), als auch den Zustand nach Durchströmen der Brühkammer (heißer Kaffee).In the following description of the present invention, the term brewing liquid is understood to mean that liquid (usually hot water) which passes through the chamber during the brewing process, through which the coffee powder present in the brewing chamber flows and then to an external vessel (cup). is delivered. In particular, this term encompasses every state of the liquid used, ie both the state before flowing through the brewing chamber (hot water), and the state after flowing through the brewing chamber (hot coffee).
Elektrisch betriebene Espressomaschinen oder Kaffeevollautomaten sind in einer Vielzahl von Varianten bereits aus dem Stand der Technik bekannt. Erwünscht ist dabei, dass eine solche Espressomaschine oder ein solcher Kaffeevollautomat auch die Zubereitung von Kaffee-Mischgetränken erlaubt, bei denen sich aufgrund der unterschiedlichen Dichte und einer bestimmten Zugabereihenfolge einzelner Fluide eine sichtbare Schichtung dieser einzelnen Fluide in einem externen Gefäß, beispielsweise in Form eines Glases, ergeben soll. Bekanntestes Beispiel für ein solches Mischgetränk ist der Latte Macchiato: Er zeichnet sich da durch aus, dass die Komponenten Milch, Kaffee und Milchschaum von unten nach oben im Glas in drei definierten, übereinanderliegenden und möglichst klar voneinander getrennten Schichten anzuordnen sind.Electrically operated espresso machines or fully automatic coffee machines are already known from the prior art in a large number of variants. It is desirable that such an espresso machine or such a coffee machine also allows the preparation of coffee mixed drinks, where due to the different density and a certain order of addition of individual fluids, a visible stratification of these individual fluids in an external vessel, for example in the form of a glass , should result. The most well-known example of such a mixed drink is the latte macchiato: It distinguishes itself by the fact that the components milk, coffee and milk foam are to be arranged from bottom to top in the glass in three defined, one above the other and as clearly as possible separated layers.
Bei der Herstellung von Latte Macchiato wird in der Regel zunächst Milch in das externe Gefäß gegeben, anschließend Milchschaum darüber geschichtet und dann schließlich der Kaffee zugegeben. Im Idealfall durchsickert der Kaffee die Schaumschicht der Milch und breitet sich auf der Grenzfläche Milch/Schaum aus, ohne sich dabei mit der Milch zu vermischen. Hierdurch bildet sich eine scharfe Grenzfläche zwischen dem Kaffee und der Milch aus.In the production of latte macchiato, milk is usually first added to the external vessel, then milk froth is layered over it and then finally the coffee is added. Ideally, the coffee seeps through the foam layer of the milk and spreads to the milk / foam interface without mixing with the milk. This creates a sharp interface between the coffee and the milk.
Bei den vorbeschriebenen, auch die Basis der vorliegenden Erfindung bildenden vollautomatischen Kaffeemaschinen (bei denen Kaffee entweder mit frisch gemahlenen Bohnen oder, bei Weglassen des Mahlwerks, unter Umständen auch mit vorgemahlenem und evtl. portionsweise verpacktem Kaffeemehl in Form von Kapseln oder Pads zubereitet werden kann) wird die für die Brühung notwendige Flüssigkeit (Wasser) bei dieser frischen Zubereitung in einem Durchlaufverfahren in der Brühkammer mit dem Kaffeemehl in Berührung gebracht. Je nach Temperatur, Druck, Zeitpunkt der Berührung, ... entnimmt das Wasser dem Kaffeemehl unterschiedlich viel Material, was zu einer Erhöhung des spezifischen Gewichts des Kaffeewassers führt. Charakteristisch ist dabei, dass die Dichte des Kaffeewassers (also der Brühflüssigkeit nach Durchströmen der Brühkammer) während der Brühung immer geringer wird, bis sie letztlich (insbesondere bei einer sehr langen Zeitdauer der Brühung) wieder nahe der Dichte der Brühflüssigkeit bzw. des Wassers vor Einströmen in die Brühkammer liegt. Da sich dieses Durchlaufverfahren weiter bis zur Zugabe des Kaffees in das externe Gefäß auswirkt, wird auch im externen Gefäß ein entsprechender Dichteverlauf beobachtet.In the above-described, also the basis of the present invention forming fully automatic coffee machines (in which coffee can be prepared either with freshly ground beans or, omitting the grinder, under certain circumstances with pre-ground and possibly portionwise packed ground coffee in the form of capsules or pads) the necessary for the brewing liquid (water) is brought in this fresh preparation in a continuous process in the brewing chamber with the ground coffee in contact. Depending on the temperature, pressure, time of contact, ... the water extracts different amounts of material from the ground coffee, which leads to an increase in the specific gravity of the coffee water. It is characteristic that the density of the coffee water (ie the brewing liquid after flowing through the brewing chamber) during brewing is always lower, until finally (especially for a very long period of brewing) again close to the density of the brewing liquid or the water before flowing lies in the brewing chamber. Since this flow method continues to affect the addition of coffee in the external vessel, a corresponding density profile is observed in the external vessel.
Befindet sich nun beim Einlaufen des Kaffees in das externe Gefäß bereits eine Flüssigkeit in der Tasse (z. B. die Milch beim Latte Macchiato), so bestimmt neben anderen Faktoren der Dichteunterschied der bereits vorhandenen Flüssigkeit und der neu einströmenden (Kaffee-)Flüssigkeit die Schichtung der beiden Fluide innerhalb des Gesamtgetränks. Die sich bereits in dem externen Gefäß befindende Flüssigkeit ist in aller Regel beim Eintreffen der zweiten Flüssigkeit in die Tasse so durchmischt worden, dass von einer homogenen Dichte der bereits vorhandenen Flüssigkeit ausgegangen werden kann. Ist nun diese homogene Dichte nur leicht höher als die mittlere Dichte der später zugegebenen Flüssigkeit (Kaffee), so kann der vorstehend beschriebene Dichteverlauf des Kaffees dazu führen, dass das anfänglich einlaufende Kaffeewasser noch schwerer als die sich bereits im Gefäß befindende Flüssigkeit ist, sich dadurch unter diese Flüssigkeit mischt und dadurch verhindert, dass eine saubere Schichtung bzw. Trennung der beiden unterschiedlichen Flüssigkeiten ausgebildet wird.If, when the coffee enters the external vessel, there is already a liquid in the cup (eg the milk in the latte macchiato), the density difference of the already existing liquid and the newly inflowing (coffee) liquid determines, among other factors Stratification of the two fluids within the total beverage. As a rule, the liquid already in the external vessel has been mixed into the cup upon arrival of the second liquid in such a way that a homogeneous density of the already existing liquid can be assumed. Now, if this homogeneous density is only slightly higher than the average density of the later added liquid (coffee), the above-described density profile of the coffee can cause the initially incoming coffee water is even heavier than the liquid already in the vessel, thereby mixes under this liquid and thereby prevents a clean layering or separation of the two different liquids is formed.
Die aus dem Stand der Technik bekannten vollautomatischen Kaffeemaschinen haben daher in der Regel den Nachteil, dass eine klare Schichttrennung bzw. Ausbildung unterschiedlicher Flüssigkeitsschichten im Gesamtgetränk in der Regel nicht oder nur unzureichend bzw. unzuverlässig möglich ist. Hierzu trägt insbesondere auch bei, dass die Ausgabegeschwindigkeit des Kaffees in der Regel von der Brühgeschwindigkeit abhängt, letztere sich jedoch im Verlauf einer Brühung verändern kann (was dann auch bei der Kaffeeausgabe sichtbar ist).The fully automatic coffee machines known from the prior art therefore generally have the disadvantage that clear layer separation or formation of different liquid layers in the total beverage is generally not possible, or only insufficiently or unreliably possible. This also contributes in particular to the fact that the output speed of the coffee is usually from the rate of brewing depends, but the latter may change in the course of a brew (which is then also visible in the coffee dispensing).
Um dennoch mit den vorbeschriebenen Systemen klare Schichttrennungen zu erhalten, sind aus dem Stand der Technik verschiedene Maßnahmen bekannt, die entweder lange Pausen zwischen den Ausgaben der unterschiedlichen Flüssigkeiten erfordern oder Zusatzeinrichtungen in Form einer Ultraschallbeaufschlagung verwenden, die die entsprechende Warteperiode zwischen dem Einleiten zweier unterschiedlicher Flüssigkeiten verringern (vgl.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher ausgehend vom Stand der Technik, eine Espressomaschine oder einen Kaffeevollautomaten (sowie ein entsprechendes Zubereitungsverfahren) zur Verfügung zu stellen, mit der/dem eine zuverlässige Schichtbildung beim automatischen Zubereiten eines Kaffee-Mischgetränks möglich ist. Aufgabe der Erfindung ist darüberhinaus, eine entsprechende Zubereitung zu ermöglichen, ohne die Wartezeit bzw. die Zubereitungszeit im Vergleich zu Kaffeespezialitäten, die keine Mischgetränke sind, übermäßig zu verlängern. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist schließlich eine entsprechende Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, die eine dergestaltige Zubereitung ohne übermäßigen apparativen Zusatzaufwand ermöglicht.It is therefore an object of the present invention, starting from the state of the art, to provide an espresso machine or a coffee machine (as well as a corresponding preparation method) with which reliable layer formation during the automatic preparation of a coffee mixed drink is possible. The object of the invention is, moreover, to make it possible to excessively prolong the waiting time or the preparation time in comparison with coffee specialties which are not mixed drinks. Finally, it is an object of the present invention to provide a corresponding device which enables such a preparation without excessive additional equipment.
Diese Aufgabe wird durch eine Espressomaschine oder einen Kaffeevollautomaten gemäß Anspruch 1 und durch ein entsprechendes Verfahren gemäß Anspruch 11 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungsvarianten lassen sich jeweils den abhängigen Ansprüchen entnehmen.This object is achieved by an espresso machine or a coffee machine according to
Nachfolgend wird die folgende Erfindung zunächst allgemein, dann anhand von mehreren Ausführungsbeispielen beschrieben. Die einzelnen Merkmale, die in den einzelnen Ausführungsbeispielen jeweils in Kombination miteinander verwirklicht sind, müssen dabei im Rahmen der vorliegenden Erfindung (deren Schutzbereich durch die Patentansprüche festgelegt ist) nicht genau in der jeweils gezeigten Kombination verwirklicht sein, sondern können auch in anderen Kombinationen verwirklicht werden. Insbesondere können im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch einzelne der in einem einzelnen Ausführungsbeispiel gezeigten Merkmale weggelassen werden oder auch in anderen Konfigurationen eingesetzt werden. Darüberhinaus ist es selbstverständlich möglich, einzelne der in einem Ausführungsbeispiel gezeigten Merkmale (z. B. eine spezielle Verschlussvorrichtung) auch mit anderen Einzelmerkmalen aus einem anderen Ausführungsbeispiel (z. B. eine spezielle zusätzliche Flüssigkeitssammelkammer) zu kombinieren.Hereinafter, the following invention will be described first generally, then with reference to several embodiments. The individual features which are realized in each case in combination with each other in the individual embodiments, must not be realized in the context of the present invention (whose scope is defined by the claims) not exactly in the combination shown, but can also be realized in other combinations , In particular, in the context of the present invention, individual features shown in a single embodiment can also be omitted or used in other configurations. Moreover, it is of course possible to combine individual features (eg a special closure device) shown in one embodiment also with other individual features from another embodiment (eg a special additional fluid collection chamber).
Grundlegende Idee der vorliegenden Erfindung ist es, die Espressomaschine oder den Kaffeevollautomaten so weiterzubilden, dass eine Homogenisierung der Dichte im Kaffee vor der Ausgabe des Kaffees in die Tasse erfolgt. Dies erfolgt vorteilhafterweise so, dass über die gesamte Zugabezeit der Kaffee mit einer konstanten bzw. annähernd konstanten Dichte in die Tasse gegeben wird.The basic idea of the present invention is to further develop the espresso machine or the coffee machine such that a homogenization of the density in the coffee takes place before the coffee is dispensed into the cup. This advantageously takes place in such a way that the coffee is added to the cup at a constant or approximately constant density over the entire time of addition.
Hierzu wird eine Espressomaschine oder ein Kaffeevollautomat (nachfolgend auch vereinfacht als Kaffeemaschine bezeichnet), wie sie/er aus dem Stand der Technik bekannt ist, um eine Homogenisiereinheit erweitert, die so ausgebildet und/oder angeordnet ist, dass mit dieser Einheit das durch die Brühkammer hindurch fließende Brühwasser während und/oder nach dem Durchströmen des Kaffeepulvers in der Brühkammer durch Aufstauen, Vermischen und/oder Verdünnen hinsichtlich seiner Dichte homogenisiert wird. Das Aufstauen, Vermischen und/oder Verdünnen des Brühwassers kann dabei vor, während und/oder nachdem das Wasser die Brühkammer verlässt bzw. verlassen hat, erfolgen. Dabei ist es auch z. B. denkbar, ein Teil des Wassers bereits während des Durchströmens des Kaffeepulvers abzuführen und einer Homogenisierung zuzuführen und einen anderen Teil erst nach dem Verlassen der Brühkammer zu entnehmen und einer Homogenisierung zuzuführen.For this purpose, an espresso machine or a coffee machine (hereinafter also referred to simply as a coffee maker), as he / he is known from the prior art, extended by a Homogenisiereinheit that is designed and / or arranged that with this unit that through the brewing chamber Throughflowing brewing water during and / or after flowing through the coffee powder in the brewing chamber by damming, mixing and / or dilution is homogenized in terms of its density. The damming, mixing and / or dilution of the brewing water can take place before, during and / or after the water has left or left the brewing chamber. It is also z. B. conceivable to dissipate a portion of the water already during the flow of coffee powder and supply a homogenization and remove another part only after leaving the brewing chamber and supply a homogenization.
Das Brühwasser wird somit während und/oder nach dem Zusammenführen mit dem Kaffeemehl (in der Brühkammer) zu einer Aufstauung und/oder Vermischung gezwungen und/oder einer Verdünnung unterworfen. Dies kann durch geeignete Geometrien, die Ausbildung gezielter Strömungsänderungen in fließendem Brühwasser und/oder auch durch gezielte mechanische Einflussnahmen realisiert werden, bevor das Brühwasser bzw. der Kaffee letztendlich in die Tasse ausgegeben wird. Durch eine geeignete Ausbildung dieser Maßnahme(n) entstehen zeitlich gesehen nur leichte Verzögerungen von einigen wenigen Sekunden im Vergleich zur konventionellen Kaffeeausgabe, so dass hier insbesondere immer noch eine frische Kaffeezubereitung (und keine Kaffeebevorratung vorliegt). Qualitative Einbußen werden somit vermieden.The brewing water is thus forced during and / or after merging with the ground coffee (in the brewing chamber) to a damming and / or mixing and / or subjected to dilution. This can be realized by suitable geometries, the formation of targeted flow changes in flowing brewing water and / or by targeted mechanical influences, before the brewing water or the coffee is ultimately spent in the cup. By a suitable design of this measure (s) arise in terms of time only slight delays of a few seconds in comparison to conventional coffee, so that in particular still a fresh coffee preparation (and no coffee storage is present). Qualitative losses are thus avoided.
In einer ersten vorteilhaften Variante der Erfindung kann dem Kaffee, also dem Brühwasser nach Durchtritt durch die Brühkammer, auch weiteres, nicht durch die Brühkammer geleitetes Wasser (nachfolgend auch als Reinwasser oder als reines Wasser bezeichnet) in einer vorbestimmten Menge und/oder Temperatur zugemischt werden, so dass beim Einfließen des dergestalt verdünnten Kaffees beim Auftreffen in der Tasse kein Dichteverlauf mehr vorliegt, sondern vielmehr eine annähernd konstante Dichte über die gesamte Zeit der Zugabe in die Tasse gegeben ist. Damit hier der fertige Kaffee nicht zu sehr verdünnt wird, ist die zugesetzte Menge an Reinwasser deutlich geringer zu wählen als die Menge des durch die Brühkammer geleiteten Brühwassers bzw. Kaffeewassers. Zudem sollte heißes Wasser zugesetzt werden, um einen Temperaturabfall zu vermeiden.In a first advantageous variant of the invention, the coffee, ie the brewing water after passing through the brewing chamber, also other, not passed through the brewing chamber water (hereinafter also as pure water or as pure Referred to water) are mixed in a predetermined amount and / or temperature, so that when flowing the thus diluted coffee when hitting the cup no density gradient is present, but rather an approximately constant density over the entire time of addition is given in the cup. Thus, the finished coffee is not too diluted, the amount of pure water added is much lower than the amount of brewing water or coffee water passed through the brewing chamber. In addition, hot water should be added to prevent a drop in temperature.
Um eine solche Wasserzusetzung zu realisieren, kann erfindungsgemäß die Homogenisiereinheit eine Zuleitungseinheit umfassen, mit der dem durch die Brühkammer hindurch geflossenen Wasser nach dem Verlassen der Brühkammer zusätzliches, reines Wasser (vorzugsweise in erhitzter Form) zugesetzt wird. Durch diesen Wasserzusatz wird die Dichte des die Brühkammer verlassenden Kaffees auf vorbestimmte Art und Weise gezielt herabgesetzt.In order to realize such a water addition, according to the invention the homogenizing unit may comprise a supply unit with which additional, pure water (preferably in heated form) is added to the water flowing through the brewing chamber after leaving the brewing chamber. By this addition of water, the density of the brewing chamber leaving coffee is selectively reduced in a predetermined manner.
Eine erste diesbezügliche Möglichkeit besteht darin, dass die Zuleitungseinheit eine stromaufwärts der Brühkammer aus der Brühkammerzuleitung abzweigende Nebenleitung umfasst. Diese führt stromabwärts der Brühkammer in ein stromabwärts der Brühkammer angeordnetes Auslaufvolumen der Brühkammer, in den Ablauf der Brühkammer und/oder in einen der Brühkammer nachfolgenden Kaffeeableitungsabschnitt der Kaffeemaschine, mit dem der aufgebrühte Kaffee in ein externes Gefäß abgeleitet wird. In dieser Nebenleitung kann dann ein Ventil (insbesondere: ein elektromagnetisches Ventil) vorgesehen sein, mit dem die Nebenleitung gezielt geöffnet bzw. verschlossen werden kann. Bevorzugt ist der Öffnungsgrad des Ventils regelbar, so dass eine vorbestimmte Menge an Verdünnungsflüssigkeit über einen vorbestimmten Zeitraum dem Kaffeewasser stromabwärts der Brühkammer zuführbar ist. Auch kann in der Nebenleitung eine Pumpe zur Förderung der zur Verdünnung eingesetzten Flüssigkeit ausgebildet sein. Die Menge an zugesetztem Wasser je Zeiteinheit kann sich dabei im Verlauf des Brühvorgangs ändern.A first possibility in this regard is that the supply line unit comprises a secondary line branching off from the brewing chamber feed line upstream of the brewing chamber. This leads downstream of the brewing chamber into an outlet volume of the brewing chamber arranged downstream of the brewing chamber, into the outlet of the brewing chamber and / or into a coffee brewing section following the brewing chamber, with which the brewed coffee is discharged into an external vessel. In this secondary line then a valve (in particular: an electromagnetic valve) may be provided, with which the secondary line can be selectively opened or closed. Preferably, the degree of opening of the valve is adjustable, so that a predetermined amount of dilution liquid over a predetermined period of time the coffee water downstream of the brewing chamber can be fed. Also may be formed in the secondary line, a pump for conveying the liquid used for dilution. The amount of added water per unit time can change during the brewing process.
Die Homogenisiereinheit bzw. die Zuleitungseinheit, die Nebenleitung, das Ventil und/oder die Pumpe kann/können also so gesteuert werden, dass die je Zeiteinheit der durch die Brühkammer hindurch geflossenen Brühflüssigkeit zum Herabsetzen deren Dichte zugesetzte Menge an Reinwasser in Abhängigkeit vom Verlauf des Brühvorgangs in der Brühkammer auf eine vorbestimmte Art und Weise eingestellt werden kann. Insbesondere kann die je Zeiteinheit zugesetzte Menge an Verdünnungsflüssigkeit in Abhängigkeit von der nach dem Beginn des Brühvorgangs in der Brühkammer vergangenen Zeit eingestellt werden (i. d. R. größere Zusatzmenge zu Beginn des Vorgangs, da zu diesem Zeitpunkt die Dichte des Kaffees am größten ist).The homogenizing unit or the supply unit, the secondary line, the valve and / or the pump can thus be controlled such that the per unit time of the brewing liquid flowed through the brewing chamber to reduce their density added amount of pure water as a function of the course of the brewing process can be adjusted in the brewing chamber in a predetermined manner. In particular, the amount of diluting liquid added per unit time may be adjusted depending on the time elapsed in the brewing chamber after the start of the brewing process (i.e., greater amount added at the beginning of the process, since at that time the density of the coffee is greatest).
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform kann die Homogenisiereinheit so ausgebildet sein, dass mit ihr das durch die Brühkammer hindurch fließende (also das Kaffeepulver durchströmende) Brühwasser innerhalb der Brühkammer aufgestaut und/oder vermischt wird. Vorzugsweise wird die Homogenisiereinheit dabei so ausgestaltet, dass eine Aufstauzeit im Bereich von 1 bis 60 Sekunden, besonders bevorzugt im Bereich von 3 bis 15 Sekunden, realisiert wird. Dies ist beispielsweise durch den Einbau geeignet ansteuerbarer Ventile an geeigneter Position im Bereich des Ausgangs der Brühkammer möglich.In a further advantageous embodiment, the homogenizing unit can be designed so that it is dammed and / or mixed with it through the brewing chamber flowing through (ie the coffee powder flowing through) brewing water within the brewing chamber. In this case, the homogenization unit is preferably designed such that a build-up time in the range from 1 to 60 seconds, particularly preferably in the range from 3 to 15 seconds, is realized. This is possible, for example, by installing suitably controllable valves at a suitable position in the region of the outlet of the brewing chamber.
Alternativ dazu (oder auch zusätzlich) ist es auch möglich, die Homogenisiereinheit so auszubilden, dass mit ihr das durch die Brühkammer hindurch geflossene Brühwasser außerhalb der Brühkammer, also in Strömungsrichtung gesehen nach der Brühkammer aufgestaut und/oder vermischt wird. Hier wird bevorzugt eine Aufstauzeit und/oder Vermischzeit im Bereich von 1 bis 60 Sekunden, besonders bevorzugt von 3 bis 15 Sekunden, realisiert.As an alternative (or additionally), it is also possible to design the homogenizing unit such that the brewing water flowing through the brewing chamber is dammed and / or mixed with it outside the brewing chamber, that is to say in the direction of flow, after the brewing chamber. In this case, a buildup time and / or mixing time in the range from 1 to 60 seconds, particularly preferably from 3 to 15 seconds, is preferably realized.
Um ein Aufstauen und/oder Vermischen innerhalb der Brühkammer zu realisieren, ist es möglich, die Homogenisiereinheit mit einer regelbaren Schließvorrichtung (insbesondere: elektromagnetisches Ventil) zu versehen. Mit dieser Schließvorrichtung kann der Ablauf der Brühkammer gezielt geöffnet und wieder verschlossen werden, wobei die Schließvorrichtung bevorzugt so gesteuert wird, dass ein Ausfließen von Brühwasser aus der Brühkammer erst nach der vorbeschriebenen Aufstauzeit möglich ist. Alternativ dazu kann die Steuerung auch so erfolgen, dass ein Ausfließen des Brühwassers aus der Brühkammer erst dann möglich ist, wenn zuvor die gesamte Menge des für den gerade durchgeführten Brühvorgang vorgesehenen Brühwassers mittels der Schließvorrichtung aufgestaut worden ist.In order to realize a damming and / or mixing within the brewing chamber, it is possible to provide the homogenizing unit with a controllable closing device (in particular: electromagnetic valve). With this closing device, the flow of the brewing chamber can be selectively opened and closed again, wherein the closing device is preferably controlled so that a flow of brewing water from the brewing chamber is possible only after the above-described Aufstauzeit. Alternatively, the control can also be made so that a flow of the brewing water from the brewing chamber is only possible if previously the entire amount of provided for the brewing process carried out brewing water has been dammed by means of the locking device.
Eine weitere Möglichkeit des Aufstauens bzw. Vermischens innerhalb der Brühkammer sieht einen mechanischen Verschluss vor, mit dem der Ablauf der Brühkammer zunächst verschlossen ist. Beispielsweise kann es sich bei einem solchen Verschluss um mehrere, sich abschnittsweise überlagernde Lamellen handeln, die im Ruhezustand so angeordnet sind, dass sie einen flüssigkeitsdichten Abschluss der Brühkammer ausbilden. Die Brühkammer ist dann durch den mechanischen Verschluss zu Beginn des Brühvorgangs zunächst verschlossen, bevor mit zunehmender Dauer des Brühvorgangs eine zunehmende Menge an Brühwasser durch den Verschluss aufgestaut wird. Überschreitet die aufgestaute Menge an Brühwasser bzw. deren Gewichtskraft einen vorbestimmten Wert, so wird der mechanische Verschluss durch die Gewichtskraft des auf ihm lastenden Brühwassers aufgedrückt und das aufgestaute Brühwasser kann abfließen.Another possibility of damming or mixing within the brewing chamber provides for a mechanical closure with which the outlet of the brewing chamber is initially closed. By way of example, such a closure may be a plurality of lamellae overlapping in sections, which in the state of rest are arranged in such a way that they form a liquid-tight seal of the brewing chamber. The brewing chamber is then closed by the mechanical closure at the beginning of the brewing process, before an increasing amount of brewing water is dammed by the closure with increasing duration of the brewing process. Exceeds the pent-up amount of brewing water or their Weight force a predetermined value, the mechanical closure is pressed by the weight of the load on him Brühwassers and the dammed brewing water can drain.
Zum Aufstauen und/oder Vermischen des Brühwassers außerhalb der Brühkammer bzw. in Strömungsrichtung gesehen hinter der Brühkammer ist es möglich, eine Homogenisiereinheit vorzusehen, die eine in Strömungsrichtung gesehen hinter der Brühkammer angeordnete Aufstaukammer umfasst. Der Abfluss der Brühkammer ist mit der Aufstaukammer verbunden, so dass das aus der Brühkammer abfließende Brühwasser in der Aufstaukammer gesammelt werden kann. Bevorzugt weist die Aufstaukammer ein Volumen auf, mit dem die gesamte für einen Brühvorgang verwendete Menge an Brühwasser innerhalb der Aufstaukammer gesammelt werden kann. Der Abfluss der Aufstaukammer kann mit einer regelbaren Schließvorrichtung (z. B. elektromagnetisches Ventil) versehen sein, so dass ein Ausfließen des in der Aufstaukammer gesammelten Brühwassers erst nach einer vorbestimmten Aufstauzeit (siehe oben) möglich ist. Alternativ dazu kann die Steuerung so erfolgen (beispielsweise mit einem am Boden der Aufstaukammer angeordneten Drucksensor, der auf einen vorbestimmten Wert eingestellt ist), dass die Schließvorrichtung den Ausgang der Aufstaukammer erst dann öffnet, wenn die gesamte für den gerade durchgeführten Brühvorgang verwendete Menge an Brühwasser in der Aufstaukammer angesammelt worden ist.For damming and / or mixing of the brewing water outside the brewing chamber or downstream of the brewing chamber, it is possible to provide a homogenizing unit which comprises a damming chamber arranged downstream of the brewing chamber as seen in the flow direction. The outflow of the brewing chamber is connected to the damming up chamber, so that the brewing water flowing out of the brewing chamber can be collected in the damming up chamber. The damming chamber preferably has a volume with which the entire amount of brewing water used for a brewing process can be collected within the damming chamber. The outflow of the storage chamber can be provided with a controllable closing device (eg electromagnetic valve), so that a flow of the brewing water collected in the storage chamber is only possible after a predetermined accumulation time (see above). Alternatively, the control may be so (for example, with a pressure sensor located at the bottom of the backfill chamber set to a predetermined value) that the closure device will not open the exit of the backfill chamber until all the brewing water used for the brewing process being performed has been accumulated in the storage chamber.
Eine weitere Möglichkeit einer Homogenisiereinheit zum Aufstauen/Vermischen des Brühwassers außerhalb und hinter der Brühkammer ist das Vorsehen einer Sperrvorrichtung, mit der der Ausleitabschnitt der Kaffeemaschine, mit dem der fertig gebrühte Kaffee in die Tasse abgeführt wird, verschlossen werden kann, wodurch der fertig gebrühte Kaffee zunächst zum Aufstauen und/oder Vermischen gezwungen wird, bevor er dann nach einer vordefinierten Zeitdauer über den Ausleitabschnitt in die Tasse geführt wird. Bei einer solchen Sperrvorrichtung kann es sich um einen manuell bedienbaren Verschlusshebel für den Ausleitabschnitt handeln; ebenso ist es jedoch möglich, ein regelbares Ventil vorzusehen.Another possibility of a Homogenisiereinheit for damming / mixing the Brühwassers outside and behind the brewing chamber is the provision of a locking device with which the diverting section of the coffee machine, with the finished brewed coffee is discharged into the cup, can be closed, whereby the finished brewed coffee is first forced to damming and / or mixing before it is then passed over the diverting section after a predefined period of time in the cup. Such a locking device may be a manually operable locking lever for the diversion section; however, it is also possible to provide a controllable valve.
Eine dritte Möglichkeit des Aufstauens bzw. Vermischend nach der Brühkammer ist eine Homogenisiereinheit, die eine in Strömungsrichtung gesehen hinter der Brühkammer angeordnete, mit der Brühkammer verbundene, schwenkbare Kammer aufweist. Das aus der Brühkammer abgeleitete Kaffeewasser kann in einer solchen schwenkbaren Kammer solange gesammelt werden, bis ein vorbestimmter Mindest-Füllgrad (oder auch alternativ eine vorbestimmte Sammelzeit) erreicht ist. Anschließend kann die schwenkbare Kammer in eine Position verschwenkt werden, aus der dann ein Ableiten des Kaffees aus der schwenkbaren Kammer in den Ausleitabschnitt der Maschine möglich ist. Dies kann durch ein Lager und zwei Anschläge realisiert werden, wobei die schwenkbare Kammer bei Erreichen eines Mindest-Füllgrads durch eine exzentrische Anordnung des Lagers aufgrund der Gewichtskraft des in der Kammer angesammelten Kaffees von einem Anschlag zum anderen Anschlag verschwenkt wird.A third possibility of damming or mixing after the brewing chamber is a homogenizing unit which, viewed in the flow direction, has a pivotable chamber, which is arranged behind the brewing chamber and connected to the brewing chamber. The coffee water derived from the brewing chamber can be collected in such a pivotable chamber until a predetermined minimum filling level (or alternatively a predetermined collecting time) is reached. Subsequently, the pivotable chamber can be pivoted to a position from which then a derivation of the coffee from the pivotable chamber in the discharge of the machine is possible. This can be realized by a bearing and two stops, wherein the pivoting chamber is pivoted upon reaching a minimum degree of filling by an eccentric arrangement of the bearing due to the weight of the accumulated in the chamber coffee from one stop to the other stop.
Eine vierte Möglichkeit zum Realisieren einer Aufstauung bzw. Vermischung nach der Brühkammer ist eine Homogenisiereinheit mit einer in Strömungsrichtung gesehen hinter der Brühkammer angeordneten Verzögerungskammer zum Sammeln von Brühflüssigkeit aus der Brühkammer. Der Brühwassereingang, das Kammerinnere und/oder der Brühwasserausgang dieser Verzögerungskammer ist dabei so ausgeformt, dass die Strömungsverhältnisse für das durch die Verzögerungskammer hindurch fließende Brühwasser sich so ändern, dass eine Vermischung des Brühwassers in der Verzögerungskammer und/oder ein verzögerter Abfluss der Brühflüssigkeit aus der Verzögerungskammer bewirkt wird.A fourth possibility for realizing damming or mixing after the brewing chamber is a homogenizing unit with a delay chamber arranged behind the brewing chamber in the flow direction for collecting brewing liquid from the brewing chamber. The Brühwassereingang, the chamber interior and / or the brewing water output of this delay chamber is formed so that the flow conditions for the flowing through the delay chamber brewing water change so that a mixing of the brewing water in the delay chamber and / or a delayed outflow of the brewing liquid from the Delay chamber is effected.
Sofern gewünscht ist es selbstverständlich auch möglich, mehrere der vorbeschriebenen Möglichkeiten zum Aufstauen bzw. Vermischen in der Brühkammer und/oder nach der Brühkammer gemeinsam innerhalb ein und derselben Kaffeemaschine zu realisieren. Mit der vorbeschriebenen Zuleitungseinheit beispielsweise in Form der abzweigenden Nebenleitung ist zusätzlich auch eine Verdünnung des Kaffeewassers hinter der Brühkammer möglich. So kann dem Kaffeewasser zur Verdünnung in der Aufstaukammer, der schwenkbaren Kammer oder der Verzögerungskammer Reinwasser zugesetzt werden.If desired, it is of course also possible to realize several of the above-described possibilities for damming or mixing in the brewing chamber and / or after the brewing chamber together within one and the same coffee maker. With the above-described supply line unit, for example in the form of the branching secondary line, a dilution of the coffee water behind the brewing chamber is additionally possible. Thus, pure water can be added to the coffee water for dilution in the storage chamber, the pivotable chamber or the delay chamber.
Erfindungsgemäß kann somit eine Aufstauung und/oder Vermischung des Brühwassers bzw. Kaffeewassers bereits bei der Zusammenführung des Reinwassers mit dem Kaffeemehl (also in der Brühkammer) erfolgen oder auch nach der Brühkammer. In der Brühkammer kann die Aufstauung/Vermischung erzwungen werden, indem ein Ventil am Ausgang der Brühkammer eingesetzt wird. Dies wird z. B. erst dann angesteuert, wenn die komplette Menge an Brühwasser in der Brühkammer vorhanden ist. Mit der Aufstauung kann auch ein Aufdrücken der Brühkammer verbunden werden. Nach der Brühkammer kann ein Aufstauen/Vermischen zwischen Brühkammer und Kaffeeausgabe erfolgen, wie vorbeschrieben beispielsweise über eine schwenkbare Kammer oder durch eine separate Aufstaukammer mit einem Ventil am Ausgang.Thus, according to the invention, damming and / or mixing of the brewing water or coffee water can already take place when the pure water is combined with the ground coffee (ie in the brewing chamber) or after the brewing chamber. In the brewing chamber, the damming / mixing can be forced by a valve at the outlet of the brewing chamber is used. This is z. B. only then activated when the complete amount of brewing water is present in the brewing chamber. The impoundment can also be connected to pressing the brewing chamber. After the brewing chamber, a damming / mixing between brewing chamber and coffee dispensing can take place, as described above, for example, via a pivotable chamber or through a separate damming chamber with a valve at the outlet.
Eine Vermischung durch eine Aufstauung kann auch beispielsweise im Auslauf der Kaffeemaschine durch eine rein mechanische Einflussnahme erfolgen. So ist es wie vorgeschrieben möglich, den Auslauf über einen Hebel solange verschlossen zu halten, bis sich das gesamte Kaffeewasser im Auslauf aufgestaut hat. Anschließend kann durch Öffnen des Hebels das Kaffeewasser vermischt bzw. homogen ausgegeben werden.A mixing by impoundment can also, for example, in the outlet of the coffee through a purely mechanical influence respectively. It is thus possible, as prescribed, to keep the outlet closed by means of a lever until all the coffee water has accumulated in the outlet. Then, by opening the lever, the coffee water can be mixed or dispensed homogeneously.
Schließlich kann wie vorbeschrieben auch eine Vermischung des Kaffeewassers realisiert werden, indem das Kaffeewasser aus der Brühkammer so in eine Verzögerungskammer eingeleitet wird, dass eine Strömung und/oder die Geometrie der Verzögerungskammer ein Abfließen des Kaffeewassers so lange verhindern, bis der Kaffeewasserfluss in die Verzögerungskammer aufgehört hat. Beim anschließenden Ausfließen aus der Verzögerungskammer ist das Kaffeewasser dann homogenisiert.Finally, as described above, a mixing of the coffee water can be realized by the coffee water from the brewing chamber is introduced into a delay chamber so that a flow and / or the geometry of the delay chamber prevent flow of the coffee so long until the flow of coffee water ceased in the delay chamber Has. During the subsequent outflow from the delay chamber, the coffee water is then homogenized.
Existieren Temperaturunterschiede innerhalb der aufzustauenden Flüssigkeitsmenge, so führen diese bei einer erfindungsgemäßen Aufstauung gegebenenfalls ebenfalls zu einer gewünschten Vermischung und somit zu einem Dichteausgleich.If there are differences in temperature within the amount of liquid to be accumulated, they may also lead to a desired mixing and thus to a density compensation in the case of an impoundment according to the invention.
Die vorbeschriebenen Temperaturunterschiede können im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch aktiv ausgenutzt werden, indem die Homogenisiereinheit so ausgebildet und/oder angeordnet wird, dass mit ihr die Temperatur von durch die Brühkammer hindurch fließender, in der Brühkammer vorhandenes Kaffeepulver durchströmender Brühflüssigkeit (also die Temperatur des erhitzten Brühwassers) während des Brühvorgangs zeitabhängig so gesteuert werden kann, dass eine Homogenisierung der Dichte der Brühflüssigkeit während des Brühvorgangs erfolgt. Hierzu kann in der und/oder um die Zuleitung zur Brühkammer ein Heizelement vorgesehen sein, das mit einer Steuereinheit (beispielsweise einem Mikro-Controller) verbunden ist. In der Steuereinheit kann ein vorab bestimmter Temperatur-Zeit-Verlauf (beispielsweise in Form einer Look-Up-Tabelle) abgelegt sein, der eine sich ändernde, mit Hilfe des Heizelementes zu regelnde Soll-Temperatur des der Brühkammer zugeführten Brühwassers definiert. Während des Brühvorgangs wird mit Hilfe dieses Temperatur-Zeit-Verlaufs und des damit angesteuerten Heizelements die Temperatur des Heizelementes so geregelt, dass ein homogener Dichteverlauf in dem die Brühkammer verlassenden Kaffeewasser entsteht. Es kann somit der Temperaturverlauf des der Brühkammer zugeführten Brühwassers während der Brühung so variiert werden, dass über den Verlauf des Brühvorgangs dem in der Brühkammer befindlichen Kaffeepulver jeweils eine konstante Menge an Extrakt entzogen wird, wodurch im die Brühkammer verlassenden Kaffeewasser ein homogener Dichteverlauf entsteht. Beispielsweise kann hierzu die Temperatur des zugeführten Brühwassers so eingeregelt werden, dass diese zu Beginn des Brühvorgangs ca. 40°C beträgt. Im Verlauf des Brühvorgangs wird die Temperatur über das Heizelement schrittweise erhöht, so dass die Temperatur des Brühwassers während der Brühung zur Glättung des Dichteverlaufs zunimmt.The above-described temperature differences can be actively exploited in the present invention by the homogenizer unit is formed and / or arranged so that with her the temperature of flowing through the brewing chamber, present in the brewing coffee powder brewing liquid (ie the temperature of the heated Brewing water) during the brewing process can be controlled time-dependent so that a homogenization of the density of the brewing liquid takes place during the brewing process. For this purpose, a heating element which is connected to a control unit (for example a microcontroller) can be provided in and / or around the supply line to the brewing chamber. In the control unit, a predetermined temperature-time profile (for example in the form of a look-up table) can be stored, which defines a changing, to be controlled by means of the heating element target temperature of the brewing chamber supplied Brühwassers. During the brewing process, the temperature of the heating element is controlled with the help of this temperature-time curve and thus controlled heating element so that a homogeneous density profile is created in the brewing chamber leaving the coffee water. Thus, the temperature profile of the brewing water supplied to the brewing chamber during brewing can be varied so that over the course of the brewing process, a constant amount of extract is removed from the coffee powder in the brewing chamber, whereby a homogeneous density profile is created in the coffee water leaving the brewing chamber. For example, for this purpose, the temperature of the supplied brewing water can be adjusted so that it is about 40 ° C at the beginning of the brewing process. In the course of the brewing process, the temperature is gradually increased via the heating element, so that the temperature of the brewing water during the brewing for smoothing the density profile increases.
Gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Kaffeevollautomaten bzw. Espressomaschinen hat eine erfindungsgemäße Vorrichtung den Vorteil, dass sich auf einfache und zuverlässige Art und Weise eine Glättung im Dichteverlauf der Brühflüssigkeit erzeugen lässt. Somit lässt sich auch bei vollautomatischer Zubereitung ein Kaffeemischgetränk auf einfache und optisch ansprechende Art und Weise erzeugen.Compared with the coffee machines or espresso machines known from the prior art, a device according to the invention has the advantage that a smoothing in the density profile of the brewing liquid can be produced in a simple and reliable manner. Thus, even with fully automatic preparation of a coffee mix drink in a simple and visually appealing way to produce.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben.Hereinafter, the present invention will be described by way of embodiments.
Es zeigenShow it
Der in
Zwischen einer Endfläche
Wie die Figur zeigt, ist, wenn der Brühkolben
Die unten liegende Zylinderdeckelendfläche
Durch Verschieben des Brühkolbens
Der brühwasser-stromaufwärts der Brühkammer
Die zugesetzte Heißwassermenge wird dabei zeitabhängig wie folgt gesteuert: Am Boden des Auslaufraums
Sobald der Feuchtigkeitssensor
Auf die vorbeschriebene Art und Weise kann somit über eine Homogenisiereinheit
Die in Zusammenhang mit den
Im zweiten Ausführungsbeispiel (
Durch die beiden Lamellen
Alternativ dazu können die Lamellen (
Alternativ zu der vorbeschriebenen, rein mechanischen Ausbildung einer Homogenisiereinheit
Nach Beginn des Brühvorgangs (der beispielsweise durch einen nicht gezeigten Durchflusssensor in der Zuleitung
Das in
- a) entweder in der Brühkammer etwas Luft als Platzhalter für das Brühwasser fungiert (bei der Einleitung des Brühwassers muss die Luft entweichen können),
- b) oder indem das Ventil am Ausgang geschlossen wird und der
Kolben 8 durch die Einleitung des Brühwassers aufgedrückt wird.
- a) some air acts as a placeholder for the brewing water in the brewing chamber (the air must be able to escape when the brewing water is introduced),
- b) or by closing the valve at the outlet and the piston
8th is pressed by the introduction of the brewing water.
In beiden Fällen kann anschließend das Kaffeewasser aus dem Zulauf oder aus dem Ablauf aus der Brühkammer gedrückt oder gepumpt werden.In both cases, then the coffee water can be pressed or pumped from the inlet or from the drain from the brewing chamber.
Das Innenvolumen der separaten Aufstaukammer
Zu Beginn des Brühvorgangs wird mit dem Ventil
Im vorliegenden Beispiel umfasst die Homogenisiereinheit
Durch die exzentrische Anordnung des Lagers
Die dergestalt realisierte Homogenisiereinheit
Nach einem vollständigen Einlaufen der Brühflüssigkeit über den Schlauch
Anstelle einer elektrisch gesteuerten Sperrvorrichtung (Ventil
Im Zentrum des Bodens der Kammer
Durch die vorbeschriebene geometrische Ausgestaltung der Verzögerungskammer
Die Strömung kann zudem so eingeleitet werden, dass das sich aufstauende Kaffeewasser in der Kammer am Auslaufen gehindert wird, bis die Strömung abreißt. The flow may also be introduced so that the accumulating coffee water in the chamber is prevented from leaking until the flow breaks off.
Schließlich zeigt
Das Heizelement
Dieser Temperatur- und/oder Heizleistungs-Zeit-Verlauf wird vorab experimentell (unter Berücksichtigung u. a. der Eigenschaften der einzelnen Bauteile des gezeigten Kaffeevollautomaten sowie der Spezifikation und Geometrie des Heizelementes
Hierzu erfolgt mit zunehmender Dauer des Brühvorgangs eine Erhöhung der Heizleistung am Heizelement
Gegebenenfalls können auch Dichtesensoren, Temperatursensoren und/oder Drucksensoren sowie eine Regeleinheit vorgesehen sein (nicht gezeigt), mit denen die Temperatur(en) der zugeführten Brühflüssigkeit und/oder des abgeleiteten Kaffeewassers erfasst und damit Abweichungen von einem Soll-Verlauf (die zu einem schwankenden Dichteverlauf im abgeleiteten Kaffeewasser führen würden) ausgeglichen werden können.Optionally, density sensors, temperature sensors and / or pressure sensors and a control unit may be provided (not shown), with which the temperature (s) of the supplied brewing liquid and / or the derived coffee water detected and thus deviations from a desired course (to a fluctuating Density gradient in the derived coffee water would lead) can be compensated.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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