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Die Erfindung betrifft eine Kaffeemaschine mit einer Wasserleitung, wobei die Wasserleitung eine Pumpe zur Druckbeaufschlagung von an der Pumpe bereitgestelltem Wasser, einen Heizkessel und eine Brühgruppe zur Durchführung des Brühprozesses für eine Kaffeezubereitung miteinander verbindet.
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Kaffeemaschinen der in Rede stehenden Art sind aus der Praxis bekannt und existieren in unterschiedlichen Ausführungsformen. Hierbei erfolgt die Kaffeezubereitung bei den bekannten Kaffeemaschinen derart, dass an der Pumpe bereitgestelltes Wasser durch die Pumpe mit Druck beaufschlagt und durch eine Wasserleitung zu einem Heizkessel geführt wird. Im Heizkessel wird das Wasser auf die zur Kaffeezubereitung notwendige Temperatur erhitzt und durch die Wasserleitung zur Brühgruppe geführt. Die Brühgruppe dient zur Durchführung des Brühprozesses für eine Kaffeezubereitung. Dabei beträgt die üblicherweise an der Brühgruppe herrschende Wassertemperatur rund 90°C, wobei das Wasser mit einem Druck von etwa 9 bar durch die Brühgruppe hindurchgepresst wird. Diese Brühparameter sind bei herkömmlichen Kaffeemaschinen fest eingestellt und können vom Anwender nicht oder nur unwesentlich verändert werden.
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Des Weiteren ist aus der
WO 2011/055189 A2 eine Kaffeemaschine zur Herstellung von Espresso bekannt, bei der die an der Brühgruppe herrschenden Brühparameter – Temperatur und Druck – während des Brühprozesses zur Erzielung eines verbesserten Brühergebnisses verändert werden können. Hierzu weist die bekannte Kaffeemaschine neben den üblichen Komponenten – Pumpe, Heizkessel, Brühgruppe und Wasserleitung – einen mit einer CPU verbundenen Drucksensor, eine mit der CPU verbundene Bedieneinheit und einen an der Brühgruppe angeordneten Rheostat auf. Der Rheostat ist mit der Pumpe elektrisch verbunden. Hierdurch kann – zur manuellen Einstellung – die Drehzahl der Pumpe und somit der durch die Pumpe erzeugte Wasserdruck reguliert werden. Über die Bedieneinheit kann – zur automatischen Einstellung – die Drehzahl der Pumpe ebenfalls reguliert werden und können verschiedene Druckniveaus oder Druckverläufe geladen und an der Pumpe eingestellt werden. Ferner kann über die Bedieneinheit auch die Brühtemperatur variiert werden. Die Kaffeemaschine weist mindestens einen Kreislauf, bevorzugt jedoch mehrere Kreisläufe zur gleichzeitigen Zubereitung mehrerer Espressi oder Kaffees auf.
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Bei der bekannten Kaffeemaschine ist jedoch problematisch, dass diese einen aufwändigen und teuren Aufbau aufweist. Dies führt einerseits zu hohen Kosten in der Produktion und dementsprechend zu hohen Anschaffungskosten, so dass eine derartige Kaffeemaschine bereits aus Kostengründen überwiegend nur im Gastronomiebereich einsetzbar ist. Des Weiteren ist ein entsprechender Wartungsaufwand erforderlich, bei dem ebenfalls hohe Kosten entstehen können. Darüber hinaus ist durch die verschiedenen Einstellparameter die Handhabung der Kaffeemaschine kompliziert, so dass vor einem Einsatz der Kaffeemaschine vom Benutzer eine ausgeprägte Erfahrung in der Anwendung erworben werden muss, um zu einem zufriedenstellenden Brühergebnis zu gelangen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kaffeemaschine der eingangs genannten Art derart auszugestalten und weiterzubilden, dass eine einfache Handhabung und ein hervorragendes Brühergebnis mit einfachen konstruktiven Mitteln ermöglicht sind.
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Erfindungsgemäß wird die voranstehende Aufgabe durch eine Kaffeemaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Danach ist die Kaffeemaschine derart ausgestaltet und weitergebildet, dass der Wasserleitung ein ansteuerbares Überdruckventil zur Regulierung des auf die Brühgruppe wirkenden Wasserdrucks zugeordnet ist.
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In erfindungsgemäßer Weise ist zunächst erkannt worden, dass durch ein Überdruckventil die voranstehende Aufgabe auf überraschend einfache Weise gelöst werden kann. Das Überdruckventil ist dabei der Wasserleitung zugeordnet. Dies ermöglicht zunächst eine gezielte Beeinflussung des in der Wasserleitung herrschenden und auf die Brühgruppe wirkenden Wasserdrucks. Durch das Überdruckventil ist ein zuverlässiges und robustes Mittel zur Regulierung des Wasserdrucks realisiert. Eventuell notwendige Wartungsarbeiten sind durch Instandsetzung oder Ersetzen des Überdruckventils mit geringem Aufwand kostengünstig durchführbar. Weiter erfindungsgemäß ist das Überdruckventil ansteuerbar oder betätigbar ausgeführt, so dass eine gezielte Regulierung des Wasserdrucks erfolgen kann. Hierbei kann durch Betätigen oder Ansteuern des Überdruckventils eine schnelle oder unmittelbare Regulierung des Wasserdrucks erfolgen, da in der Wasserleitung vor dem Überdruckventil der volle Wasserdruck anliegt.
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Folglich ist mit der erfindungsgemäßen Kaffeemaschine eine Kaffeemaschine angegeben, bei der eine einfache Handhabung und ein hervorragendes Brühergebnis mit einfachen konstruktiven Mitteln gewährleistet sind.
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Die übliche an der Brühgruppe herrschende Temperatur zur Kaffeezubereitung beträgt etwa 90°C, wobei das Wasser mit einem Wasserdruck von etwa 9 bar durch die Brühgruppe hindurchgepresst wird. In Bezug auf das ansteuerbare oder betätigbare Überdruckventil ist denkbar, dass der Ansprechdruck etwa 3 bar beträgt. Entsprechend reduziert das Überdruckventil im angesteuerten oder betätigten Zustand den in der Wasserleitung herrschenden und auf die Wasserleitung wirkenden Wasserdruck auf etwa 3 bar.
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Im Konkreten könnte die Ansteuerung des Überdruckventils durch ein dem Überdruckventil zugeordnetes Magnetventil erfolgen. Mit anderen Worten ist das Magnetventil zwischen Überdruckventil und Wasserleitung angeordnet, so dass durch Betätigen des Magnetventils das Überdruckventil mit der Wasserleitung verbunden werden kann. Hierdurch erfolgt entsprechend dem Ansprechdruck des Überdruckventils eine Regulierung des Wasserdrucks in der Wasserleitung. Das Magnetventil kann einen Elektromagneten aufweisen, wobei durch Beaufschlagen des Elektromagneten mit einer elektrischen Spannung das Magnetventil geöffnet oder geschlossen wird. Hierdurch kann eine sehr schnelle Schaltung des Magnetventils, d. h. eine schnelle Ansteuerung des Überdruckventils erfolgen. Im Konkreten ist denkbar, dass es sich bei dem Magnetventil um ein direktgesteuertes, ein servogesteuertes, ein zwangsgesteuertes oder um ein druckgesteuertes Ventil handelt. Durch Zusammenwirken des Magnetventils und des Überdruckventils ist eine robuste und zugleich zuverlässige Druckregulierung in der Wasserleitung mit geringen Schalt- oder Einstellzeiten realisiert.
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Alternativ zu einem Magnetventil ist auch eine Ansteuerung des Überdruckventils über ein manuell betätigbares Ventil, bspw. ein Handventil denkbar. Hierdurch ist eine konstruktiv besonders einfache Variante zur Ansteuerung des Überdruckventils realisiert. Hierbei ist denkbar, dass das Ventil als Tellerventil, bspw. mit einem Handrad oder einer Rändelschraube, oder als Kugelventil, bspw. mit einem Hebel, ausgebildet ist.
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Im Hinblick auf eine Druckbegrenzung könnte der Wasserleitung ein weiteres Überdruckventil zur Begrenzung des maximal in der Wasserleitung herrschenden Wasserdrucks zugeordnet sein. Hierdurch kann eine Einstellung des maximal auf die Brühgruppe wirkenden Brühdrucks erfolgen. Des Weiteren dient das weitere Überdruckventil auch als Sicherheitseinrichtung dergestalt, dass, sollte die Wasserleitung – warum auch immer – blockiert sein, durch Öffnen des weiteren Überdruckventils ein ungewollter Druckanstieg und somit eine Beschädigung oder Zerstörung der Wasserleitung oder anderer Komponenten verhindert werden kann. In Bezug auf den Ansprechdruck des weiteren Überdruckventils ist denkbar, dass dieser etwa 9 bar beträgt. Entsprechend reduziert oder hält das weitere Überdruckventil den Wasserdruck in der Wasserleitung auf etwa 9 bar.
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Im Hinblick auf die Zuordnung der Überdruckventile können das Überdruckventil und/oder das weitere Überdruckventil zwischen Pumpe und Heizkessel, zwischen Heizkessel und Brühgruppe oder unmittelbar am Heizkessel angeordnet sein. Durch eine Anordnung der Überdruckventile zwischen Pumpe und Heizkessel ist eine pumpennahe Druckregulierung realisiert, so dass im Falle einer Ansteuerung des Überdruckventils nur ein geringer Teil der Wasserleitung dem vollen Wasserdruck ausgesetzt ist. Bei einer Anordnung der Überdruckventile zwischen Heizkessel und Brühgruppe ist eine in Bezug auf die Brühgruppe genaue Druckregulierung ermöglicht, wobei bspw. eine Beeinflussung des Wasserdrucks durch andere Komponenten, bspw. durch den Heizkessel, weitestgehend ausgeschlossen ist. Durch die Anordnung der Überdruckventile unmittelbar am Heizkessel kann eine kompakte Bauweise realisiert und dabei bspw. die Länge der Wasserleitung reduziert werden. Neben einer Anordnung des Überdruckventils und des weiteren Überdruckventils in unmittelbarer Nähe zueinander, bspw. zwischen Pumpe und Heizkessel, ist auch eine voneinander separierte Anordnung der Überdruckventile denkbar. So kann, bspw. aus baulichen Gründen, das weitere – den Maximaldruck begrenzende – Überdruckventil zwischen Pumpe und Heizkessel angeordnet sein und das ansteuerbare Überdruckventil zwischen Heizkessel und Brühgruppe. Je nach Anordnung der Überdruckventile lässt sich eine kompakte Anordnung oder eine besonders genaue Druckregulierung erzielen.
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Im Konkreten könnten das Überdruckventil und/oder das weitere Überdruckventil zur Anpassung des Ansprechdrucks einstellbar sein. Hierbei ist denkbar, dass über eine – jeweils einem Überdruckventil zugeordnete – Schraubverbindung die auf den Federteller wirkende Federvorspannung einstellbar ist. Hierdurch ist eine einfache Anpassung des maximal in der Wasserleitung herrschenden Wasserdrucks, als auch des Wasserdrucks im angesteuerten Zustand des Überdruckventils ermöglicht. So kann einerseits anwenderseitig eine einfache Anpassung der Wasserdrücke auf den jeweils verwendeten Kaffee erfolgen und kann andererseits seitens des Herstellers, bspw. im Rahmen einer Überholung oder eines Kundendienstes, eine Kalibrierung oder Einstellung der Ansprechdrücke erfolgen.
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Zur Aktivierung des Magnetventils könnte ein Schalter vorgesehen sein. Der elektrische Schalter dient zur Beaufschlagung des Magnetventils mit einer elektrischen Spannung. Im Konkreten ist denkbar, dass es sich bei dem Schalter um einen Kippschalter, einen Wippschalter oder einen Druckschalter handelt. Des Weiteren ist denkbar, dass der Schalter einem Gehäuse der Kaffeemaschine, bspw. einem die Kaffeemaschine umgebenden Gehäuse, oder einem den Brühprozess startenden Hebel zugeordnet ist. Im Falle der Anordnung des Schalters am Gehäuse ist eine separat schaltbare Ansteuerung des Magnetventils realisiert. Im Falle der Zuordnung des Schalters zum den Brühprozess startenden Hebel, der das Ventil der Brühgruppe öffnet und, bspw. über einen am Hebel angebrachten Exzenter, einen Schalter zum Einschalten der Pumpe betätigt, kann zugleich auch eine Ansteuerung des Magnetventils realisiert sein. Hierdurch werden die Handhabbarkeit und die Bedienung der Kaffeemaschine vereinfacht.
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Im Konkreten könnte dem Magnetventil eine Zeitsteuerung zur zeitweisen Aktivierung des Magnetventils zugeordnet sein. Durch die Zeitsteuerung könnte insofern eine automatische Regulierung des auf die Brühgruppe wirkenden Wasserdrucks erzielt werden. So könnte durch Öffnen oder Schließen des Magnetventils eine entsprechende Regulierung des auf die Brühgruppe wirkenden Wasserdrucks erfolgen. Hierbei könnte die Zeitsteuerung durch den – das Magnetventil aktivierenden – Schalter aktiviert werden. Im Falle der Anordnung des Schalters am den Brühprozess startenden Hebel kann somit eine komfortable und zugleich einfach handhabbare Kaffezubereitung erfolgen.
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Im Hinblick auf einen flexiblen Einsatz der Kaffemaschine könnte die Zeitsteuerung deaktivierbar sein. Im Konkreten könnte hierzu ein weiterer Schalter vorgesehen sein. Hierbei ist denkbar, dass der Schalter dem Gehäuse der Kaffeemaschine zugeordnet ist. Der Schalter kann der Zeitsteuerung vorgeschaltet sein und diese je nach Positionen des Schalters aktivieren oder deaktivieren.
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In Bezug auf die Ausgestaltung der Pumpe ist denkbar, dass die Pumpe als Rotationspumpe oder als Vibrationspumpe ausgebildet ist. Durch eine Rotationspumpe kann eine hohe Förderleistung in Verbindung mit einem schnell auf Sollwert ansteigenden Brühdruck erreicht werden. Durch eine Rotationspumpe ist zudem eine hohe Laufruhe erreichbar. Durch eine Vibrationspumpe ist eine kostengünstige Ausgestaltung realisierbar.
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In Bezug auf die Wasserbereitstellung kann diese durch einen Wassertank oder einen Festwasseranschluss erfolgen. So kann je nach Anforderung des Anwenders für den gewünschten Betrieb – bspw. Dauerbetrieb im Gastronomiebereich oder gelegentlicher Betrieb für den Heimanwender – die passende Wasserbereitstellung realisiert werden.
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Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die dem Anspruch 1 nachgeordneten Ansprüche und andererseits auf die nachfolgende Erläuterung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im Allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigt die einzige
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Fig. eine schematische Darstellung des Aufbaus eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Kaffeemaschine.
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Die einzige Fig. zeigt eine schematische Darstellung des Aufbaus eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Kaffeemaschine. Hierbei weist die Kaffeemaschine eine Wasserleitung 1 auf. Die Wasserleitung 1 verbindet eine Pumpe 2 zur Druckbeaufschlagung von an der Pumpe 2 bereitgestelltem Wasser, einen Heizkessel 3 zum Erhitzen des Wassers und eine Brühgruppe 4 zur Durchführung des Brühprozesses für eine Kaffezubereitung miteinander. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel erfolgt die Wasserbereitstellung an der Pumpe 2 durch einen Wassertank 9.
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Zur Regulierung des auf die Brühgruppe 4 wirkenden Wasserdrucks ist der Wasserleitung 1 ein ansteuerbares Überdruckventil 5 zugeordnet. Die Ansteuerung des Überdruckventils 5 erfolgt über ein zwischen der Wasserleitung 1 und dem Überdruckventil 5 angeordnetes – dem Überdruckventil 5 vorgeschaltetes – Magnetventil 6. Das Magnetventil 6 ist über einen Schalter 8 ansteuerbar, wobei der Schalter 8 durch Beaufschlagung des Magnetventils 6 mit einer elektrischen Spannung das Magnetventil 6 entsprechend öffnet oder schließt. Durch Ansteuerung des Magnetventils 6 wird der von der Pumpe 2 erzeugte – maximal in der Wasserleitung 1 herrschende – Wasserdruck durch das Überdruckventil 5 reduziert. Entsprechend des auf in etwa 3 bar eingestellten Ansprechdrucks des Überdruckventils 5 erfolgt eine Druckreduzierung des Wasserdrucks auf etwa 3 bar. Das Überdruckventil 5 und das Magnetventil 6 sind zwischen Pumpe 2 und Heizkessel 3 angeordnet.
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Ebenfalls zwischen Pumpe 2 und Heizkessel 3 angeordnet ist ein Überdruckventil 7. Dieses dient zur Einstellung oder Begrenzung des maximal in der Wasserleitung 1 herrschenden und auf die Brühgruppe wirkenden Wasserdrucks. Das Überdruckventil 7 regelt den Wasserdruck dann, wenn das Magnetventil 6 nicht angesteuert und das Überdruckventil 5 nicht mit der Wasserleitung 1 verbunden ist. Der Ansprechdruck des Überdruckventils 7 beträgt in etwa 9 bar, so dass das Überdruckventil 7 den von der Pumpe 2 gelieferten Druck auf etwa 9 bar reduziert oder hält.
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Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Kaffeemaschine wird zur Vermeidung von Wiederholungen auf den allgemeinen Teil der Beschreibung sowie auf die beigefügten Ansprüche verwiesen.
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Schließlich sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass das voranstehend beschriebene Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kaffeemaschine lediglich zur Erörterung der beanspruchten Lehre dient, diese jedoch nicht auf das Ausführungsbeispiel einschränkt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Wasserleitung
- 2
- Pumpe
- 3
- Heizkessel
- 4
- Brühgruppe
- 5
- Überdruckventil
- 6
- Magnetventil
- 7
- Überdruckventil
- 8
- Schalter
- 9
- Wassertank
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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