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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Tampern von Kaffee gemäß den Merkmalen des Anspruches 1.
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Tampern (Tampen) bezeichnet das Andrücken des Kaffeemehls im Brühsieb. Es dient zum Verdichten des Kaffeemehls und schafft eine plane Oberfläche, welche wichtig für eine gleichmäßige Extraktion des Kaffeemehls ist. Zum Andrücken werden Tamper verwendet. Die Tamper sollten immer zum Durchmesser des Siebes passen und dieses mit möglichst wenig Toleranz ausfüllen, damit das Kaffeemehl in allen Bereichen gleichmäßig verdichtet wird. Das Wasser sucht sich sonst den Weg des geringsten Widerstandes und der Kaffee wird nicht optimal extrahiert.
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Eine Kaffeemaschine mit Siebträger und einer druckveränderlichen Pumpe ist aus der
EP 2 497 396 B1 bekannt.
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Aus der
DE 10 2009 032 677 A1 ist eine Brühgruppe einer Kaffeemaschine bekannt, wobei eine Anpresskraft eines Brühkolbens zum Verdichten des Kaffeemehls in der Brühkammer durch einen Drehmomentsensor eines Motors oder durch eine Erfassung der Leistungsaufnahme des Motors einstellbar ist.
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Die
DE 10 2013 005 597 A1 offenbart einen manuellen Tamper, wobei die Anpresskraft mittels LEDs anzeigbar ist.
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Die
EP 2 392 241 A1 beschreibt ein Verfahren zum Steuern und/oder Überwachen des Brühvorganges von Siebträger-Kaffeemaschinen, wobei die Brühdauer und/oder der Brühdruck und/oder der Mahlgrad und/oder die Kaffeemenge und/oder die Wassermenge und/oder die Siebträgertemperatur, und/oder die Brühtemperatur und/oder der Tamper-Vorgang bezüglich Kraft und/oder Dauer überwacht werden und dabei diese Parameter durch Anpassung auf ein vorgegebenes Optimum angenähert werden können.
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Die
DE 21 2013 000 025 U1 ,
US 2010/0258009 A1 und die
WO 2010/092542 A1 offenbaren jeweils eine Vorrichtung zum Tampern von Kaffee, wobei der Tamper mittels eines Arbeitszylinders bewegt wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Tampern von Kaffee in einem Siebträger einer Kaffeemaschine mittels eines Tampers zu schaffen.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Tampern von Kaffee in einem Siebträger einer Kaffeemaschine beinhaltet mindestens einen Tamper und mindestens ein Antriebselement für den Tamper.
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Mittels eines mit Fluid beaufschlagbaren Arbeitszylinders ist eine besonders einfache Einstellung eines Anpressdrucks des Tampers möglich.
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Durch die Verwendung von Wasser und/oder Dampf einer zugeordneten Kaffeemaschine ist die Betätigung des Antriebselementes stark vereinfacht. Es können die in der Kaffeemaschine vorhandenen Medien und Elemente verwendet werden. Insbesondere bei der Erzeugung von variablen Anpressdruck für den Tamper ist eine vereinfachte Druckerzeugung beispielsweise mittels mindestens einer in der Kaffeemaschine vorhandenen Pumpe möglich. Ist die Erzeugung von variablen Anpressdruck für den Tamper möglich, kann die Qualität des später gebrühten Kaffees verbessert werden, da der Anpressdruck beispielsweise an Eigenschaften des Kaffees angepasst werden kann. Die Ermittlung von Daten für die Einstellung des Anpressdruckes und/oder Anwesenheit des Siebträgers kann in einfacher Weise mittels eines Sensors erfolgen.
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Die Pumpe kann vorteilhaft integraler Bestandteil der Kaffeemaschine sein. Alternativ kann die Pumpe zusammen mit geeigneten Leitungen, die gegebenenfalls auch in Form von Schläuchen ausgebildet sind, eine modulare Einheit bilden, die an herkömmlichen Kaffeemaschinen nachgerüstet werden kann.
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Vorteilhaft ist weiterhin, dass der Druck und die Temperatur des der Brüheinrichtung zugeführten Heißwassers durch eine Rechnersteuerung, die bevorzugt von einem Mikroprozessor übernommen wird, genau und individuell eingestellt werden kann, so dass für unterschiedliche Kaffeesorten dieser Druck und auch die Temperatur optimal vorgegeben werden können.
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Ein weiterer wesentlicher Vorteil besteht darin, dass die Pumpe zugleich auch als Mittel zur Drucksteuerung, das heißt zur Einstellung des Drucks des Wassers für die Brüheinrichtung und/oder für den Tamper, verwendet werden kann. Hierzu wird über die Rechnersteuerung die Drehzahl der Pumpe eingestellt, die ein direktes Maß für den Druck des Wassers bildet. Alternativ oder zusätzlich kann der Druck des Wassers durch ein von der Rechnersteuerung gesteuertes Drucksteuerventil, welches der Brüheinrichtung und/oder dem Tamper vorgeordnet ist, gesteuert werden.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben.
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Es zeigen:
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1 Schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Kaffeemaschine;
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2 eine schematische Darstellung einer Brühgruppe für die Kaffeemaschine;
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3 eine schematische Darstellung eines ersten Heizkreises der Kaffeemaschine;
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4 eine schematische Darstellung eines zweiten Heizkreises der Kaffeemaschine;
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5 eine schematische Darstellung eines ersten Reinigungskreislaufes der Kaffeemaschine;
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6 eine schematische Darstellung eines zweiten Reinigungskreislaufes der Kaffeemaschine;
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7 eine Variante der Ausführungsform der Kaffeemaschine;
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8 eine schematische Darstellung eines gemeinsamen Kreislaufes einer Ausführungsform der Kaffeemaschine;
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9 eine schematische Darstellung einer Variante eines gemeinsamen Kreislaufes einer Ausführungsform der Kaffeemaschine.
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10 eine schematische Darstellung einer an eine Kaffeemaschine angeschlossenen Vorrichtung zum Tampern;
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11 eine schematische Darstellung der Vorrichtung zum Tampern mit Arbeitszylinder;
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12 eine schematische Darstellung der Vorrichtung zum Tampern mit Sensor.
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Eine Kaffeemaschine 1, insbesondere eine Siebträger-Kaffeemaschine 1 weist mindestens eine Brüheinrichtung 2, beispielsweise eine Brühgruppe 2 auf, in die vorzugsweise ein Siebträger 3 mit Kaffee eingebracht wird, welcher durch Zufuhr von Heißwasser gebrüht wird.
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Weiterhin umfasst die Kaffeemaschine 1 mindestens ein Heizelement 4, vorzugsweise einen Heizkessel 4, der zur Erzeugung von Dampf und/oder Heißwasser dient. Der Heizkessel 4 besteht insbesondere aus Edelstahl und damit aus lebensmittelechtem Material. Der Heizkessel 4 ist vorzugsweise an einer Außenseite gegen Wärmeverluste isoliert. Im Heizkessel 4 enthaltenes Wasser wird mittels einer außenliegenden Heizung auf mehr als 110°C, beispielsweise auf 130°C aufgeheizt.
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Diese weist einen dicht an der Außenseite des Heizkessels 4 anliegenden Mantel 5, beispielsweise Aluminium-Mantel 5 oder Kupfer-Mantel 5 auf, der beheizbar ist. Zur Beheizung ist am Mantel 5 ein elektrisches Heizelement 5a austauschbar angeordnet. Da der Mantel 5 und der Heizkessel 4 aus gut wärmeleitenden Materialien bestehen, wird im Mantel 5 generierte Wärme schnell und verlustfrei auf das im Heizkessel 4 enthaltene Wasser bzw. den enthaltenen Dampf übertragen. Mit einem Temperatursensor 5b wird die Temperatur des Mantels 5 bestimmt. Damit wird vorzugsweise der Aufheizvorgang von Wasser im Heizkessel 4 gesteuert.
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Der Heizkessel 4 weist vorzugsweise an seiner Unterseite einen Ablauf 6 auf, so dass der Heizkessel 4 zu Reinigungszwecken entleert werden kann, ohne dass hierzu der Heizkessel 4 aus der Kaffeemaschine 1 ausgebaut werden muss. Dieser Ablauf 6 des Heizkessels 4 ist mittels mindestens eines Ventils 12b betätigbar (zu öffnen und zu verschließen).
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Mindestens ein Dampfanschluss 9 und/oder mindestens ein Heißwasseranschluss 8 ist/sind mittels mindestens einer Leitung zur Zuführung eines Fluides mit dem mindestens einem Heizelement 4, insbesondere mit dem Heizkessel 4 verbunden. Insbesondere ist zumindest der mindestens eine Dampfanschluss 9 vorgesehen. Vorzugsweise wird im Heizkessel 4 erzeugtes Heißwasser über mindestens eine Leitung 7a auf den mindestens einen Heißwasseranschluss 8 geführt und kann dort, beispielsweise zur Zubereitung von Tee, entnommen werden. Zudem kann mit dem Heißwasser auch ein nicht dargestellter Tassenwärmer versorgt werden. Der im Heizkessel 4 erzeugte Dampf wird mittels mindestens einer Leitung 7a auf den mindestens einen Dampfanschluss 9 geführt. Dort kann Dampf beispielsweise zur Aufschäumung von Milch und/oder zur Zubereitung von Cappuccino entnommen werden. Der mindestens eine Dampfanschluss 9 und/oder der mindestens eine Heißwasseranschluss 8 weist jeweils ein Ventil zum Öffnen oder Schließen eines jeweiligen zugeordneten Auslasses auf. Die Beheizung des Heizkessels 4 erfolgt vorzugsweise rechnergesteuert über einen nicht gesondert dargestellten Mikroprozessor. Die Steuerung der außenliegenden Heizung erfolgt dabei vorzugsweise in Abhängigkeit von Signalen von nicht dargestellten Temperaturfühlern, wobei ein erster Temperaturfühler im Heizkessel 4 zur Messung der Temperatur des dort enthaltenen Wassers angeordnet ist. Ein zweiter Temperaturfühler befindet sich beispielsweise im Mantel 5 zur Kontrolle der mit der außenliegenden Heizung generierten Wärme.
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Die Zufuhr von Wasser zur Brüheinrichtung 2 oder dem mindestens einen Heizelement 4, vorzugsweise zum Heizkessel 4 erfolgt aus einem Wassertank 10. Vom Wassertank 10 führt eine Wasser führende Leitung 7b zu einer Pumpe 11. Diese Pumpe 11 führt das Wasser auf ein Leitungssystem mit weiteren Leitungen, 7c, 7d, 7e, 7f, 7g, 7h, 7i in welchen zur Steuerung des Wasserflusses Ventile 12a–12j vorgesehen sind. Die Pumpe 11 ist vorzugsweise als Druckpumpe ausgebildet und erzeugt zumindest teilweise in dem Leitungssystem einen beispielsweise konstanten Vordruck (z.B. 1,5 bar). In diesem Leitungssystem ist alternativ oder zusätzlich mindestens eine Pumpe 13 vorgesehen. Die Pumpe 13 kann als Umwälzpumpe und/oder Druckpumpe ausgebildet sein. Je nach Ausbildung der Pumpe 13 kann auf die Pumpe 11 verzichtet werden. Weiterhin ist zur Aufheizung des der Brüheinrichtung 2 zugeführten Wassers mindestens ein weiteres Heizelement 14, vorzugsweise in Form einer Heizspirale 14 vorgesehen. Die mindestens eine Brüheinrichtung 2 ist mittels mindestens einer Leitung zur Zuführung eines Fluides mit dem mindestens einen weiteren Heizelement 14 verbunden. Zumindest ein Teil des Leitungssystems bildet mindestens einen Kreislauf, der durch die mindestens eine Brüheinrichtung 2 geführt ist. Dazu sind vorzugsweise in dem Grundkörper 2a Öffnungen und/oder Leitungen vorgesehen. Die mindestens eine mit der mindestens einen Brüheinrichtung 2 verbundene Leitung zur Zuführung des Fluides und mindestens eine mit der mindestens einen Brüheinrichtung 2 verbundene Leitung zur Abführung des Fluides sind mit der mindestens einen Pumpe 13 und mit dem mindestens einen weiteren Heizelement 14 zumindest teilweise den mindestens einen, durch die mindestens eine Brüheinrichtung 2 geführten Kreislauf bildend verbunden. In dem mindestens einen, durch die mindestens eine Brüheinrichtung 2 geführten Kreislauf ist die mindestens eine Pumpe 13 angeordnet. Der Heizspirale 14 ist vorzugsweise ein Temperatursensor 14a zugeordnet. Dessen Signale werden zur Temperatursteuerung beim Zubereiten von Kaffee verwendet. In der Wasser zur Brüheinrichtung 2 führenden Leitung 7h ist beispielsweise ein Drucksteuerventil 15 vorgesehen, welches der Brüheinrichtung 2 unmittelbar vorgeordnet ist. Schließlich ist in der Leitung 7i zwischen dem Heißwasseranschluss 8 und dem Dampfanschluss 9 ein Ventil 12e zur Trennung unterschiedlicher Leitungen, insbesondere Kreisläufe, beispielsweise Wasserkreisläufe vorgesehen.
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Alternativ (beispielsweise zu der Verbindung mit dem Heizkessel 4) ist der mindestens eine Heißwasseranschluss 8 mittels mindestens einer Leitung mit dem mindestens einen, mit der Brüheinrichtung 2 verbundenen Heizelement 14 und/oder mit dem durch die Brüheinrichtung 2 geführten Kreislauf verbunden.
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Die Brüheinrichtung 2 der Kaffeemaschine 1 weist einen Grundkörper 2a auf (2), der vorzugsweise aus Messing besteht. Im Inneren des Grundkörpers 2a ist beispielsweise der Siebträger 3 mit einer Kaffeefüllung angeordnet, so dass dieser vorzugsweise über einen Auslass 20 mit Heißwasser aus der Leitung 7h zum Aufbrühen des Kaffees mit vorgegebenem Druck beaufschlagt wird. Dieser Auslass 20 ist mittels eines Ventils 12f absperrbar und/oder mit dem durch die Brüheinrichtung 2 geführten Kreislauf verbunden und/oder verbindbar. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Ventil 12f als 3/2 Wegeventil ausgeführt, wobei bei einem Öffnen des Auslasses 20 der Kreislauf des Brühelementes 2 unterbrochen wird. Vorzugsweise wird dazu mittels des Ventils 12f, beispielsweise des 3/2 Wegeventils oder eines anderen, insbesondere weiteren Ventils die Leitung zur Abführung unterbrochen. Bei einem Brühvorgang wird vorzugsweise Wasser aus dem Wassertank 10 vorzugsweise mittels der Pumpe 11 und/oder der Pumpe 13 zu der Brüheinrichtung 2 nachgefördert und bei geöffneten Ventil 12f über den Auslass 20 dem Kaffee zugeführt. Zur Kontrolle der Temperatur der Brüheinrichtung 2 ist im Grundkörper 2a ein Temperatursensor 16 gelagert, dessen Signale im Mikroprozessor ausgewertet werden. Typischerweise erfolgt die Steuerung in Abhängigkeit der Signale des Temperatursensors 16 derart, dass die Brüheinrichtung 2 auf eine Temperatur kleiner 100°C, insbesondere von maximal 95°C aufgeheizt wird und dort konstant gehalten wird, wobei die Aufheizung und auch das Halten der Temperatur sehr energieeffizient erfolgt. Die Temperatur kann mittels der Steuerung, insbesondere mittels des Mikroprozessors individuell eingestellt werden. Weiterhin sind im Heizkessel 4 beispielsweise Sensorelemente 16a, 16b zur Bestimmung des Füllstands des Heizkessels 4 vorgesehen.
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Für die Brüheinrichtung 2 ist vorzugsweise eine Zusatzheizung, beispielsweise eine Heizpatrone 17 vorgesehen. Die Heizpatrone 17 ist vorzugsweise in einer Tieflochbohrung 18 gelagert, die seitlich an dem Grundkörper 2a ausmündet. Die Heizpatrone 17 wird bevorzugt durch den Mikroprozessor gesteuert. Die Zusatzheizung in Form der Heizpatrone 17 bildet bevorzugt eine nachrüstbare Einheit. Zur Integration der Heizpatrone 17 braucht lediglich in dem Grundkörper 2a eine geeignete Tieflochbohrung 18 eingebracht werden.
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Die verschiedenen Betriebsarten der Kaffeemaschine 1 werden im Folgenden erläutert.
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Zumindest in einer Betriebsart ist der mindestens eine Kreislauf, vorzugsweise der Heizkreis der Brüheinrichtung 2 von mindestens einer Leitung, beispielsweise von einem Kreislauf zur Zuführung eines Fluides zu dem mindestens einen Dampfanschluss 9 und/oder zu dem mindestens einen Heißwasseranschluss 8 von dem mindestens einem Heizelement 4 getrennt und/oder unabhängig. Vorzugsweise werden diese jeweils durch den Mikroprozessor gesteuert.
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In einer Betriebsart erfolgt eine Aufheizung der Brüheinrichtung 2 (beispielsweise 3). Durch eine geeignete Beschaltung der Ventile 12a–12j wird ein Kreislauf, insbesondere Heizkreislauf des als Wassers vorliegenden Fluids zwischen der Pumpe 13, der Heizspirale 14 und der Brüheinrichtung 2 erhalten. Das Wasser wird bei diesem Kreislauf in den Leitungen 7f, 7g, 7h, welche die Brüheinrichtung 2, die Heizspirale 14 und die Pumpe 13 verbinden, geführt. Das der Brüheinrichtung 2 in der Leitung 7h zugeführte Wasser wird vor der Brüheinrichtung 2 in der Heizspirale 14 erhitzt. Das Heißwasser wird durch die Brüheinrichtung 2 geführt und aus der Brüheinrichtung 2 mittels der Leitung 7g zurück zur Pumpe 13 geleitet. Durch die Umwälzung des Wassers in der Pumpe 13 wird der Aufheizvorgang der Brüheinrichtung 2 erheblich beschleunigt.
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Der Druck des Heißwassers in der Brüheinrichtung 2 wird individuell für unterschiedliche Kaffeesorten durch den Mikroprozessor vorgegeben. Zur genauen Vorgabe des Drucks dient einerseits das Drucksteuerventil 15, das vom Mikroprozessor gesteuert wird. Alternativ kann der Druck durch den Mikroprozessor dadurch vorgegeben werden, dass die Drehzahl der Pumpe 13 in geeigneter Weise gesteuert wird.
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Bei Bedarf kann in diesem Heizkreis durch den Mikroprozessor die Zusatzheizung in Form der Heizpatrone 17 zugeschaltet werden, wodurch die Aufheizzeit der Brüheinrichtung 2 weiter verringert werden kann. Die Brüheinrichtung 2 weist generell eine große Oberfläche auf, so dass durch Wärmeabstrahlung große Wärmeverluste auftreten. Durch die Heizpatrone 17 kann die Brüheinrichtung 2 trotz dieser Wärmeverluste schnell und effizient aufgeheizt werden. Gemäß einer besonders energieeffizienten Ausgestaltung kann die Kaffeemaschine 1 zunächst in einem Stand-by-Betrieb betrieben werden, um dann bei Bedarf zum Brühen von Kaffee mit der Heizpatrone 17 schnell die zusätzlich benötigte Heizleistung zur Verfügung zu stellen. Beispielsweise kann alternativ oder zusätzlich zu dem weiteren Heizelement 14 mittels dieser gesteuerten oder geregelten Heizpatrone 17 die Brüheinrichtung 2 in dem Stand-By-Betrieb auf eine vorzugsweise vorwählbare Temperatur gehalten werden.
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In einer Betriebsart erfolgt eine Aufheizung des Heizkessels 4 und/oder des mindestens einen Dampfanschlusses 9 und/oder des mindestens einen Heißwasseranschlusses 8 mittels des Heizkessels 4 mit einem Kreislauf (4). Diese Betriebsart zur Aufheizung des Heizkessels 4 und/oder des mindestens einen Dampfanschlusses 9 und/oder des mindestens einen Heißwasseranschlusses 8 kann gleichzeitig oder zeitlich versetzt zur Betriebsart eine Aufheizung der Brüheinrichtung 2 und/oder einem Brühvorgang erfolgen. Dieser dem Heizkessel 4 und/oder dem mindestens einen Dampfanschluss 9 und/oder zu dem mindestens einen Heißwasseranschluss 8 zugeordnete Kreislauf ist beispielsweise vom Kreislauf der Brüheinrichtung 2 unabhängig.
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Durch eine geeignete Steuerung der Ventile 12a–12j wird in diesem Kreislauf, vorzugsweise Heizkreis, Wasser in einem von den Leitungen 7a, 7i gebildeten Kreislauf geführt. Im Ausführungsbeispiel sind beispielsweise dabei das Ventil 12e geöffnet und die Ventile 12a, 12b, 12c geschlossen. Auch kann in diesem dem Heizkessel 4 und/oder dem mindestens einen Dampfanschluss 9 und/oder zu dem mindestens einen Heißwasseranschluss 8 zugeordnete Kreislauf die Pumpe 13 vorgesehen sein. Beispielsweise ist dazu zusätzlich ein Ventil 12h vorgesehen. Die Ventile 12b, 12d, 12h sind geschlossen und die Ventile 12a, 12c und 12e sind geöffnet.
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Der mindestens eine Dampfanschluss 9 und/oder der mindestens eine Heißwasseranschluss 8 und/oder die mindestens eine mit dem mindestens einen Dampfanschluss 9 und/oder dem mindestens einen Heißwasseranschluss 8 verbundene Leitung zur Zuführung eines Fluides und die mindestens eine mit dem mindestens einen Dampfanschluss 9 und/oder dem mindestens einen Heißwasseranschluss 8 und/oder die mindestens eine mit dem mindestens einen Dampfanschluss 9 und/oder dem mindestens einen Heißwasseranschluss 8 verbundene Leitung zur Abführung eines Fluides sind mit der mindestens einen Pumpe 13 zumindest teilweise den mindestens einen, durch das mindestens eine Heizelement 4 führbaren und/oder geführten Kreislauf bildend verbunden und/oder verbindbar. Dabei ist die mindestens eine Leitung zur Abführung eines Fluides direkt mit dem mindestens einen Dampfanschluss 9 und/oder dem mindestens einen Heißwasseranschluss 8 verbunden. Alternativ können auch die mindestens eine Leitung zur Abführung eines Fluides und die mindestens eine Leitung zur Zuführung eines Fluides nahe, insbesondere unmittelbar und/oder direkt bei dem mindestens einen Dampfanschluss 9 und/oder dem mindestens einen Heißwasseranschluss 8 verbunden sein.
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In einer Betriebsart erfolgt eine Erzeugung von Dampf und/oder Heißwasser mittels des Heizkessels 4 mit einem Leitungssystem. Hierbei ist beispielsweise der zur Aufheizung des Heizkessels 4 und/oder des mindestens einen Dampfanschlusses 9 und/oder des mindestens einen Heißwasseranschlusses 8 vorhandene Kreislauf unterbrochen. Diese Betriebsart zur Erzeugung von Dampf und/oder Heißwasser kann gleichzeitig oder zeitlich versetzt zur Betriebsart eine Aufheizung der Brüheinrichtung 2 und/oder bei einem Brühvorgang erfolgen. In einer Ausführungsvariante ist nur der Dampfanschluss 9 mit dem Dampf erzeugenden Heizkessel 4 verbunden. Der ggf. vorhandene Heißwasseranschluss 8 ist mit dem der Brüheinrichtung 2 zugeordneten Heizelement 14 verbunden und erhält von diesem Heizelement 14 Heißwasser.
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Durch eine geeignete Steuerung der Ventile 12a–12j wird Heißwasser in einem Leitungsabschnitt in der Leitung 7a und in der Leitung 7e von dem Heizkessel 4 zu dem Heißwasseranschluss 8 geführt. Gleichzeitig oder zeitlich versetzt wird in einem anderen Leitungsabschnitt in der Leitung 7a Dampf von dem Heizkessel 4 zu dem Dampfanschluss 9 geführt. Vorzugsweise ist der eine dem Heißwasseranschluss 8 zugeordnete Leitungsabschnitt der Leitung 7a von dem anderen dem Dampfanschluss 9 zugeordneten Leitungsabschnitt der Leitung 7a mittels des Ventils 12e getrennt. Im Heizkessel 4 enthaltenes Wasser wird mit der außenliegenden Heizung im Mantel 5 beheizt. Die Beheizung erfolgt gesteuert durch den Mikroprozessor in Abhängigkeit der Signale der Temperaturfühler im Heizkessel 4 beziehungsweise im Mantel 5. Dadurch wird durch den Mikroprozessor der Aufheizvorgang derart gesteuert, dass das Verhältnis von erzeugtem Heißwasser zu erzeugtem Dampf im Heizkessel 4 genau vorgegeben wird. Der erzeugte Dampf wird am Dampfanschluss 9 bereitgestellt, das erzeugte Heißwasser wird am Heißwasseranschluss 8 bereitgestellt.
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In einem Reinigungsbetrieb ist zumindest teilweise in dem Leitungssystem Reinigungsmittel angeordnet. Dieses Reinigungsmittel weist insbesondere zumindest Kalkentferner und/oder Schmutzentferner auf.
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Entsprechend den beiden separaten Heizkreisen für die Brüheinrichtung 2 und für den Heizkessel 4 sind für diese Einheiten beispielsweise auch separate Reinigungskreisläufe vorgesehen, welche ebenfalls durch den Mikroprozessor gesteuert werden. Die Reinigungskreisläufe laufen automatisiert ab, wobei keinerlei oder nur minimale Aus- oder Umbauten in der Kaffeemaschine 1 zur Durchführung der Reinigungsvorgänge notwendig sind. Eine Rechnersteuerung, insbesondere der Mikroprozessor ist zumindest mindestens ein Ventil 12a–12h bei einer Umschaltung von einem Betriebszustand (Beispielsweise Aufheizvorgang und/oder Brühvorgang und/oder Erzeugung von Dampf und/oder Heißwasser) in einen Reinigungszustand steuernd angeordnet.
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In einem Reinigungsbetrieb, insbesondere Reinigungskreislauf zur Reinigung der Brühgruppe 2 und/oder des Heizelementes 14, insbesondere der zugeordneten Heizspirale 14 (beispielsweise 5) zirkuliert Reinigungsmittel, insbesondere Reinigungslösung in dem mindestens einen, durch die mindestens eine Brüheinrichtung 2 geführten Kreislauf. Bei beiden Reinigungskreisläufen wird durch die Steuerung des Mikroprozessors die Pumpe 13 (beispielsweise reversierend, das heißt in einem Rückwärtslauf) betrieben, so dass aus dem Wassertank 10 Wasser mit einer zuvor zugegebenen Reinigungslösung aus dem Wassertank 10 mittels der Pumpe 13 angesaugt und in den jeweiligen Kreislauf zur Reinigung eingespeist wird.
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In einem Reinigungsbetrieb, insbesondere Reinigungskreislauf zur Reinigung der Brühgruppe 2 und/oder des Heizelementes 14 wird diese Reinigungslösung über die Heizspirale 14 der Brühgruppe 2 zugeführt und von dort zurück zur Pumpe 13 geleitet. Dabei wird die Reinigungslösung in den Leitungen 7f, 7g, 7h geführt. Je nach Vorgabe durch den Mikroprozessor zirkuliert die Reinigungslösung für einen vorgegebenen Zeitraum im Reinigungskreislauf, bis schließlich die Reinigungslösung aus dem Reinigungskreislauf ausgeleitet und dann wieder frisches Wasser aus dem Wassertank 10 der Brühgruppe 2 zugeführt wird.
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In einem Reinigungsbetrieb ist in mindestens einem, durch das mindestens eine Heizelement 4 des mindestens einen Dampfanschlusses 9 und/oder des mindestens einen Heißwasseranschlusses 8 führbaren und/oder geführten Kreislauf als Fluid Reinigungsmittel zirkulierend angeordnet. In dem Reinigungsbetrieb, insbesondere Reinigungskreislauf zur Reinigung des Heizkessels 4 (beispielsweise 6) wird in einem ersten Schritt der Heizkessel 4 entleert, indem dessen Ablauf 6 geöffnet wird und das darin enthaltene Wasser durch eine geeignete Steuerung der Ventile 12a–h abgeleitet wird. Danach erfolgt durch einen beispielsweise reversierenden Betrieb der Pumpe 13 ein Ansaugen von Wasser mit der Reinigungslösung und ein Einspeisen dieser Reinigungslösung in den entlang der Leitungen 7a, 7c führenden Kreislauf zur Reinigung. Dabei werden die in diesem Kreislauf zur Reinigung angeordneten Komponenten, insbesondere der Heizkessel 4 sowie der Heißwasseranschluss 8 und/oder Dampfanschluss 9, gespült und gereinigt.
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Durch das dabei bewirkte Umwälzen von Wasser beim Spülvorgang wird eine erhöhte Reinigungsleistung, insbesondere beim Entkalken erzielt.
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Die mindestens eine Pumpe 13 ist wahlweise in dem mindestens einen ersten, durch die mindestens eine Brüheinrichtung 2 geführten Kreislauf oder in dem mindestens einen zweiten, durch das mindestens eine weitere Heizelement 4 führbaren und/oder geführten Kreislauf angeordnet. Alternativ sind mindestens eine erste Pumpe in dem mindestens einen ersten, durch die mindestens eine Brüheinrichtung 2 geführten Kreislauf und eine zweite Pumpe in dem mindestens einen zweiten, durch das mindestens eine weitere Heizelement führbaren und/oder geführten Kreislauf angeordnet.
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Eine weitere Ausführungsform (beispielsweise 7) unterscheidet sich von den beschriebenen Ausführungsformen nur dadurch, dass die den Heißwasseranschluss 8 und Dampfanschluss 9 verbindende Leitung 7i mit dem Ventil 12e fehlt. Anstelle dieses Ventils 12e sind zwei externe Leitungen 19a, 19b vorgesehen, die beispielsweise Zubehörteile für die Siebträger-Kaffeemaschine 1 bilden. Diese können zur Durchführung eines Reinigungsprozesses nachträglich am Heißwasseranschluss 8, am Dampfanschluss 9 und an der Brüheinrichtung 2 (insbesondere an deren jeweiligen Auslass) angebracht werden.
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Bei einem dieser Ausführungsform zugeordneten Reinigungskreislauf wird dann Reinigungmittel auch direkt an den Heißwasseranschluss 8 und den Dampfanschluss 9 geführt, so dass damit auch diese Einheiten zumindest teilweise gereinigt werden.
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In einem weiteren Ausführungsbeispiel (beispielsweise 8 oder 9) ist der eine durch die Brüheinrichtung 2 geführte Kreislauf und der eine durch den Heizkessel 4 geführte Kreislauf als ein gemeinsamer Kreislauf ausgeführt. Dieser gemeinsame Kreislauf ist mindestens durch die mindestens eine Brüheinrichtung 2 und mindestens durch den mindestens einen Heizkessel 4 geführt und/oder dem mindestens einen Dampfanschluss 9 und/oder dem mindestens einen Heißwasseranschluss 8 zugeordnet. In einer Betriebsart zur Aufheizung ist in dem gemeinsamen Kreislauf mittels des mindestens einen Heizelementes 14 und/oder mittels des Heizkessels 4 aufgeheiztes Wasser vorzugsweise durch die mindestens eine Pumpe 13 zirkulierend angeordnet. In einem Reinigungsbetrieb ist in dem gemeinsamen Kreislauf Reinigungsmittel vorzugsweise durch die mindestens eine Pumpe 13 zirkulierend angeordnet.
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In einem Beispiel (beispielsweise 8) wird der Kreislauf durch ein Leitungssystem gebildet, wobei beispielsweise eine Leitung 7f die Pumpe 13 mit dem Heizelement 14 (vorzugsweise Heizspirale 14), eine Leitung 7h das Heizelement 14 mit der Brüheinrichtung 2, eine Leitung die Brüheinrichtung 2 insbesondere unter Zwischenschaltung eines Ventils 12g (vorzugsweise 3/2 Wegeventil) mit dem Heizkessel 4, eine Leitung 7a, 7i, 7c den Heizkessel 4 mit dem mindestens einen Dampfanschluss 9 und/oder den mindestens einen Heißwasseranschluss 8 mit der Pumpe 13 verbindet und/oder verbindbar angeordnet ist.
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Dabei sind die mindestens eine Leitung zur Abführung eines Fluides und die mindestens eine Leitung zur Zuführung eines Fluides nahe, insbesondere unmittelbar und/oder direkt bei dem mindestens einen Dampfanschluss 9 und/oder dem mindestens einen Heißwasseranschluss 8 verbunden. Alternativ kann die mindestens eine Leitung zur Abführung eines Fluides direkt mit dem mindestens einen Dampfanschluss 9 und/oder dem mindestens einen Heißwasseranschluss 8 verbunden sein. Mit diesem Kreislauf erfolgt in einer Betriebsart eine Reinigung oder in einer anderen Betriebsart eine Aufheizung der Brüheinrichtung 2, des Heizelementes 14 und des mindestens einen Heizkessels 4 und/oder des mindestens einen Dampfanschlusses 9 und/oder des mindestens einen Heißwasseranschlusses 8.
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In einem weiteren Beispiel ist eine externe Leitung 19 (beispielsweise als Zubehör) mit dem Dampfanschluss 9 (insbesondere mit dessen Auslass) und dem Heißwasseranschluss 8 (insbesondere mit dessen Auslass) verbunden (beispielsweise 9). Dabei wird ein Kreislauf durch ein Leitungssystem gebildet, wobei beispielsweise eine Leitung 7e die Pumpe 13 mit dem Heizkessel 4, eine Leitung 7a den Heizkessel 4 mit dem mindestens einen Dampfanschlusses 9, eine Leitung 19 den mindestens einen Dampfanschlusses 9 mit dem mindestens einen Heißwasseranschlusses 8, eine Leitung den mindestens einen Heißwasseranschlusses 8 mit der Brüheinrichtung 2, eine Leitung 7h die Brüheinrichtung 2 mit dem Heizelement 14 und eine Leitung beispielsweise unter Zwischenschaltung eines Ventils 12j (beispielsweise 3/2 Wegeventil) das Heizelement 14 mit der Pumpe 13 verbunden und/oder verbindbar angeordnet sind. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Heißwasseranschluss 8 während des Brühvorgangs und/oder der Entnahme von Heißwasser (ca. 90°C bis 100°C) mit dem der Brüheinrichtung 2 zugeordneten Heizelement 14 verbunden. Mit diesem Kreislauf erfolgt in einer Betriebsart eine Reinigung der Brüheinrichtung 2, des mindestens einen Heizelementes 14 und des mindestens einen Heizkessels 4 und des mindestens einen Dampfanschlusses 9 und/oder des mindestens einen Heißwasseranschlusses 8.
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Vor dem Brühvorgang muss der Siebträger 3 mit Kaffee befüllt werden. Anschließend wird der Kaffee in dem Siebträger 3 verdichtet. Hierzu ist eine Vorrichtung zum Tampern (Stampfen/Verdichten) des Kaffees in dem Siebträger 3 vorgesehen. Diese Vorrichtung weist vorzugsweise mindestens eine Aufnahme für den Siebträger 3, mindestens einen Tamper 21 (Stampfer/Stopfer) und mindestens ein Antriebselement 22 für den Tamper 21 auf. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Antriebselement 22 vorzugsweise als Arbeitszylinder 22 ausgebildet. Dieser Arbeitszylinder 22 ist mit einem Fluid beaufschlagbar und/oder zumindest zeitweise beaufschlagt. Ein Kolben 23 des Arbeitszylinders 22 ist beispielsweise über eine Kolbenstange 24 mit einem Ende des Tampers 21 verbunden. Insbesondere ist der Kolben 23 mit dem Tamper 21 drucksteif und/oder direkt verbunden. Ein anderes Ende des Tampers 21 ist in seinen Abmessungen auf den Siebträger 3 angepasst und wirkt im betätigten Zustand auf den Kaffee im Siebträger 3 ein. Der Tamper 21 ist beispielsweise stempelförmig ausgebildet und weist z.B. einen Stiel mit einem verdickten, insbesondere tellerartigen Ende auf, so dass der Tamper 21 vorzugsweise eine pilzartige Form aufweist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Arbeitszylinder 22 als einfachwirkender Arbeitszylinder 22 ausgeführt. Der einfachwirkende Arbeitszylinder 22 weist eine Feder 25 auf. Diese Feder 25 ist vorzugsweise außerhalb eines einen Arbeitszylinderraum 26 aufweisenden Gehäuse 27 des Arbeitszylinders 22 angeordnet. Ein Ende der Feder 25 stützt sich gegen ein Ende des Gehäuses 27 des Arbeitszylinders 22 und ein anderes Ende der Feder 25 gegen einen mit dem Kolben 23 (beispielsweise mittels der Kolbenstange) verbundenen Anschlag 28 ab.
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Zumindest ein Teil des Arbeitszylinderraums 26 ist mittels mindestens einer ersten Leitung 29 mit einer Quelle 10, insbesondere einem Behälter für das Fluid, bevorzugt Wasser und/oder Dampf verbindbar und/oder verbunden. Die Quelle 10 kann auch als Hauswasseranschluss ausgebildet sein. Zur Verbindung und/oder Trennung des Arbeitszylinders 22 mit der Quelle 10 ist vorzugsweise ein Ventil 30 in der mindestens ersten Leitung 29 angeordnet. Zwischen der Quelle 10 und dem Arbeitszylinder 22, vorzugsweise zwischen der Quelle 10 und dem dem Arbeitszylinder 22 vorgeordneten Ventil 30 ist insbesondere eine Pumpe, vorzugsweise eine druckregelbare und/oder drehzahlregelbare Pumpe vorgesehen. Zur Aufnahme rückgeführten Wasser und/oder Dampf aus dem Arbeitszylinder 22 ist ein zweiter Behälter 31, der aus der Brüheinrichtung 2 der Kaffeemaschine 1 ausgetretenes Wasser enthält, insbesondere eine der Brüheinrichtung 2 zugeordnete Auffangwanne, vorgesehen. Der zumindest eine Teil des Arbeitszylinderraumes 26 ist zumindest teilweise mittels der mindestens ersten Leitung 29 und/oder einer mindestens zweiten Leitung mit dem zweiten Behälter 31 verbunden und/oder verbindbar. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Ventil 30 als beispielsweise 3/2 Wegeventil ausgeführt. Die mindestens eine erste Leitung 29 führt von dem zumindest einen Teil des Arbeitszylinderraumes 26 zu dem Ventil 30. Von dem Ventil 30 aus führt die mindestens erste Leitung 29 ggf. unter Zwischenschaltung der Pumpe 13 zu der Quelle 10. Die mindestens zweite Leitung ist zwischen dem Ventil 30 und dem zweiten Behälter 31 angeordnet. Mittels des Ventils 30 ist wahlweise die Quelle 10 oder der zweite Behälter 31 mit dem zumindest einen Teil des Arbeitszylinderraumes 26 verbindbar und/oder verbunden.
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Vorzugsweise ist die mindestens eine Quelle 10 als Wassertank 10 einer Kaffeemaschine 1, insbesondere als der vorgenannte Wassertank 10 der Kaffeemaschine 1 ausgebildet. Als Pumpe für den Arbeitszylinder 22 des Tampers 21 ist vorzugsweise eine der beiden vorgenannten Pumpen 11 oder 13, insbesondere die Pumpe 13 für die Zufuhr von Wasser zu dem Siebträger 3 vorzugsweise während des Brühvorganges vorgesehen. Es kann aber auch eine zusätzliche Pumpe ausschließlich für den Arbeitszylinder 22 des Tampers 21 vorgesehen sein. Im Falle der Verwendung eine der beiden vorgenannten Pumpen 11 oder 13 für den Arbeitszylinder 22 des Tampers 21 ist beispielsweise die mindestens eine Leitung 29 zu einem Eingang des Ventils 30 für den Arbeitszylinder 22 des Tampers 21 zwischen den beiden Ventilen 12d und 12c und/oder der Leitung 7f angeschlossen. Auch ist es möglich die mindestens eine Leitung zu einem Eingang des Ventils 30 für den Arbeitszylinder 22 des Tampers 21 nach dem dem Siebträger 3 zugeordneten Wärmetauscher 14 und/oder dem dem Siebträger 3 zugeordneten Drucksteuerventil 15 anzuordnen. Hierbei ist vorzugsweise anstelle des dem Arbeitszylinders 22 zugeordneten 3/2 Wegeventil ein 4/2 Wegeventil und/oder ein zusätzliches Ventil angeordnet. Dadurch wird beispielsweise bei Betätigung des Arbeitszylinders 22 des Tampers 21 eine Beaufschlagung des Siebträgers 3 verhindert. Die Vorrichtung zum Tampern weist vorzugsweise mindestens einen Sensor 32 auf. Dieser Sensor 32 ist beispielsweise magnetisch betätigbar. In diesem Beispiel ist an dem Siebträger 3 ein magnetisches Element 33 angeordnet. Insbesondere ist der Sensor 32 als Radio Frequency Identifikation (RFID) Sensor ausgebildet, wobei der Siebträger 3 einen Radio Frequency Identifikation (RFID) Transponder aufweist. Dieser Sensor 32 erkennt und/oder erfasst eine Anwesenheit des Siebträgers 3 und/oder Position des Siebträgers 3 und/oder Art (z.B. Einfachauslauf, Mehrfachauslauf) des Siebträgers 3 und/oder Größe des Siebträgers 3 und/oder mindestens eine Eigenschaften (z.B. Art und/oder Herkunft und/oder Mahlgrad) des Kaffees und/oder Füllmenge des Kaffees und/oder gewünschter Verdichtungsgrad des Kaffees und/oder mindestens eine Eigenschaft (z.B. Eigenschaft des herzustellenden Getränk) aus denen eine zu beaufschlagende Kraft des Tampers 21 abzuleiten ist. Diese Daten können beispielsweise in einer Mahlvorrichtung an den RFID Transponder übermittelt worden sein. Die Anwesenheit des Siebträgers 3 kann auch als Sicherheitsanfrage genutzt werden, so dass nur bei vorhandenem Siebträger 3 der Tamper 21 betätigbar und/oder betätigt ist.
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Vorzugsweise ist der Sensor 32 mit einem Rechner verbunden. Dieser Rechner veranlasst Signale die das mindestens eine Ventil 30 und/oder die Pumpe 11, 13 betätigen. Vorzugsweise ist eine mit dem Arbeitszylinder 22 erzeugte Anpresskraft des Tampers 21 von Art (z.B. Einfachauslauf, Mehrfachauslauf) des Siebträgers 3 und/oder Größe des Siebträgers 3 und/oder mindestens einer Eigenschaften (z.B. Art und/oder Herkunft und/oder Mahlgrad) des Kaffees und/oder Füllmenge des Kaffees und/oder gewünschter Verdichtungsgrad des Kaffees und/oder mindestens einer Eigenschaft (z.B. Eigenschaft des herzustellenden Getränkes) aus denen eine zu beaufschlagende Kraft des Tampers 21, insbesondere von einem Signals und/oder von Daten des Sensors 32 abhängig. In einer anderen Ausführungsvariante können die o.g. Eigenschaften auch manuell, d.h. ohne Sensor vorgegeben werden.
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Die Vorrichtung zum Tampern (Stampfen/Verdichten) des Kaffees in dem Siebträger 3 kann als separate Einheit ausgebildet oder an einer Mahlmaschine für Kaffee oder an der Kaffeemaschine 1 selbst angeordnet sein. Vorzugsweise ist der Arbeitszylinder 22 der Vorrichtung zum Tampern (Stampfen) zumindest zeitweise mit dem Wassertank 10 der Kaffeemaschine 1 verbunden.
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Zum Tampern ist der mit Kaffee in der festgelegten Menge gefüllte Siebträger 3 in der Aufnahme für den Siebträger 3 angeordnet. Vorzugsweise erkennt der Sensor 32 den Siebträger 3 und gibt beispielsweise den Ablauf für das Tampern frei. Zusätzlich oder alternativ werden weitere Informationen, insbesondere mindestens eine der vorgenannten Informationen von dem Sensor 32 erfasst. Auch ist eine manuelle Vorgabe von Informationen möglich. In Abhängigkeit dieser Informationen wird eine Anpresskraft und/oder Anpressdruck für den Tamper 21, insbesondere von dem Rechner bestimmt. In einem einfachen Ausführungsbeispiel ist es auch möglich, dass ein Wert oder mehrere Werte für die Anpresskraft und/oder den Anpressdruck manuell auswählbar sind.
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Vorzugsweise ist der Tamper 21 und/oder der Arbeitszylinder 22 mit einem variablen (beispielsweise in mehreren Stufen oder stufenlos) Anpressdruck beaufschlagbar und/oder beaufschlagt.
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Nach Festlegung des Arbeitsdruckes wird zur Betätigung des Tampers 21 vorzugsweise das mindestens eine Ventil 30 geöffnet und beispielsweise die Pumpe 11, 13 betätigt. Insbesondere wird die Drehzahl der Pumpe 11, 13 entsprechend dem vorgewählten Anpressdruck eingestellt. Damit wird die Quelle 10 mit dem Arbeitszylinder 22 verbunden. Das Wasser und/oder der Dampf strömt in den Arbeitszylinderraum 26 und drückt auf den Kolben 23. Der Kolben 23 des Arbeitszylinders 22 wird betätigt und drückt den Tamper 21 auf den Kaffee in dem Siebträger 3. Der Kaffee wird gemäß dem vorgewählten Anpressdruck verdichtet.
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Ist die Quelle 10 und/oder Pumpe 11, 13 Teil einer Kaffeemaschine 1 (beispielsweise ist die Vorichtung zum Tampern an die Leitung 7f angeschlossen) wird vor Betätigung des Tampers 21 zumindest die zu der Brüheinrichtung 2 führende Leitung 7h verschlossen. Dazu werden im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Ventile 12d und 12c geschlossen. Der Tamper 21 wird unabhängig von der Brüheinrichtung 2 beispielsweise mittels der der Brüheinrichtung 2 zugeordneten Pumpe 11, 13 betätigt.
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Nach Beendigung des Tamperns wird das Ventil 30 betätigt, so dass die Quelle 10 von dem Arbeitszylinder 22 getrennt ist. Zusätzlich wird insbesondere mit dem gleichen Ventil 30 ein Abfluß des Wassers und/oder Dampf aus dem Arbeitszylinder 22 ermöglicht. Dabei bewegt die Feder 25 den Kolben 23 des Arbeitszylinders 22 entgegen einer Richtung der Betätigung des Tampers 21. Dabei wird das freiwerdende Wasser in den Behälter 31, der aus der Brüheinrichtung 2 der Kaffeemaschine 1 ausgetretenes Wasser enthält, geleitet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kaffeemaschine
- 2
- Brüheinrichtung, Brühgruppe
- 2a
- Grundkörper (2)
- 3
- Siebträger
- 4
- Heizelement, Heizkessel
- 5a
- Heizelement
- 5b
- Temperatursensor
- 5
- Mantel
- 6
- Ablauf (4)
- 7a
- Leitung
- 7b
- Leitung
- 7c
- Leitung
- 7d
- Leitung
- 7e
- Leitung
- 7f
- Leitung
- 7g
- Leitung
- 7h
- Leitung
- 7i
- Leitung
- 8
- Heißwasseranschluss
- 9
- Dampfanschluss
- 10
- Quelle, Wassertank
- 11
- Pumpe
- 12a
- Ventil
- 12b
- Ventil
- 12c
- Ventil
- 12d
- Ventil
- 12e
- Ventil
- 12f
- Ventil
- 12g
- Ventil
- 12h
- Ventil
- 12i
- Ventil
- 12j
- Ventil
- 13
- Pumpe
- 14
- Heizelement, Heizspirale
- 14a
- Temperatursensor
- 15
- Drucksteuerventil
- 16
- Temperatursensor
- 16a
- Sensorelement
- 16b
- Sensorelement
- 17
- Heizpatrone
- 18
- Tieflochbohrung
- 19
- Leitung
- 19a
- Leitung
- 19b
- Leitung
- 20
- Auslass (2)
- 21
- Tamper
- 22
- Antriebselement, Arbeitszylinder
- 23
- Kolben (22)
- 24
- Kolbenstange (22)
- 25
- Feder (22)
- 26
- Arbeitszylinderraum (22)
- 27
- Gehäuse (22)
- 28
- Anschlag
- 29
- Leitung
- 30
- Ventil
- 31
- Behälter
- 32
- Sensor
- 33
- Element
