DE102022101783A1

DE102022101783A1 - Brüheinheit mit Entlüftung und ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Brüheinheit

Info

Publication number: DE102022101783A1
Application number: DE102022101783.4A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang RIESSBECK; Hendrik van de Löcht
Original assignee: Eugster Frismag AG
Current assignee: Eugster Frismag AG
Priority date: 2022-01-26
Filing date: 2022-01-26
Publication date: 2023-07-27
Anticipated expiration: 2042-01-27
Also published as: DE102022101783B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Brüheinheit (1) für eine Getränkezubereitungsvorrichtung, mit einer Brühkammer (2), sowie mit einem Brühkopf (5), der ein Tampermittel (8) zum Verdichten des Getränkesubstrats (15) aufweist, das beweglich gegenüber der Brühkammer (2) gelagert ist und in einer Brühposition zumindest teilweise in die Brühkammer (2) eingeführt ist, wobei beim Einführen des Tampermittels (8) in die Brühkammer (2) eine Linearbewegung des Tampermittels (8) entlang des Brühkammermantels (2.1) eine Verdichtung des Getränkesubstrats (15) zwischen einer Anpressoberfläche (18) des Tampermittels (8) und einer Druckfläche (13) eines Gegenstücks (14) bewirkt. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Brühkopf (5) zumindest einen verschließbaren Luftkanal (10) aufweist und die Brühkammer (2) luftleitend mit dem zumindest einen Luftkanal (10) verbunden ist, und zumindest ein druckbeaufschlagbares Entlüftungsventil (9) im Brühkopf (5) so angeordnet ist, dass das zumindest eine Entlüftungsventil (9) bei einer Linearbewegung des Tampermittels (8) den zumindest einen verschließbaren Luftkanal (10) freigibt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Brüheinheit für eine Getränkezubereitungsvorrichtung, insbesondere eine Kaffee- und/oder Espressomaschine, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung eine Getränkezubereitungsvorrichtung, insbesondere eine Kaffee- und/oder Espressomaschine, mit einer solchen Brüheinheit. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer Brüheinheit für eine Getränkezubereitungsvorrichtung, insbesondere ein Verfahren zum Durchführen eines Brühvorgangs, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 16.
Bei gattungsgemäßen Getränkezubereitungsvorrichtungen, beispielsweise Kaffee- und/oder Espressomaschinen sowie Kaffee- und/oder Espressovollautomaten, kommen bereits Brüheinheiten in verschiedenen Ausgestaltungen zum Einsatz. Die Brüheinheit übernimmt dabei die Funktion ein Getränkesubstrat, beispielsweise Kaffeepulver, in einer ersten Stellung aufzunehmen, beispielsweise an einem Auslass oder Ausgang eines Mahlwerks oder einer Mühle, anschließend das Getränkesubstrat zu verdichten, mit einem Brühfluid zu versetzen oder auszulaugen und im Anschluss an einen Brühvorgang oder zum Abschluss eines Brühvorgangs das aufgebrühte oder ausgelaugte Getränkesubstrat auszuwerfen.
Zu diesen Zwecken verfügen die bekannten Brüheinheiten über Brühkammern, die entsprechend zwischen verschiedenen Positionen oder Stellungen innerhalb der Brüheinheit bewegt, verstellt oder aus der Brüheinheit entnommen werden können. Dabei ist es essenziell, dass vor oder zu Beginn des Brühvorgangs oder Brühprozesses das Getränkesubstrat in der Brühkammer verdichtet wird. Zu diesem Zweck sind aus dem Stand der Technik bereits Brühköpfe, gegebenenfalls versehen mit vorstehenden Brühzylindern oder Brühkolben, bekannt, die bei der Überführung der Brühkammer in eine Verschlussstellung in eine Öffnung der Brühkammer, in der das Getränkesubstrat aufgenommen ist, eingetaucht oder eingeführt werden und dabei vor Beginn des Brühvorgangs mit einer Anpressoberfläche das Getränkesubstrat in der dann vom Brühkopf verschlossenen und abgedichteten Brühkammer verdichten. Nach dem Verdichten des Getränkesubstrats in der Brühkammer, dem so genannten Tampern zu einem Trester, kann über entsprechende Öffnungen, Zuleitungen und Pumpmittel das Brühfluid in die Brühkammer eingeleitet und dadurch der Brühvorgang initiiert werden. Im Anschluss an den Brühvorgang kann das verdichtete und ausgelaugte Getränkesubstrat als sogenannter ausgelaugter Trester aus der Brühkammer entnommen werden.
Dabei sind aus dem Stand der Technik Konzepte mit federgelagerten Brühköpfen oder Brühkolben bekannt, welche jedoch nachteiliger Weise einen verhältnismäßig großen Bauraum benötigen. Dieser große Platzbedarf des Brühkopfes widerstrebt jedoch dem Wunsch nach möglichst kompakten Getränkezubereitungsvorrichtungen. Werden, um den Bauraum zu verringern, Druckfedern zur gefederten Lagerung des Brühkopfes mit entsprechend hoher Richtgröße oder Federrate eingesetzt, kann in nachteiliger Weise nur eine von der Pulvermenge in der Brühkammer abhängige Verdichtung des Getränkesubstrats erfolgen. Dies führt je nach Befüllung der Brühkammer zu sehr unterschiedlichen Anpresskräften, was sich wiederum in unerwünschter Weise auf das Aufbrühen und somit das zuzubereitende Getränk auswirkt.
Den aus dem Stand der Technik bekannten Ansätzen zum Tampern ist es gemein, dass bei Bewegung des Tampermittels innerhalb der Brühkammer auf das Getränkesubstrat zu oder von dem Getränkesubstrat weg keine Luft in die Brühkammer einströmen oder aus der Brühkammer ausströmen kann. Dieser Nachteil der bisherigen Lösungen führt dazu, dass beim Verdichten des Getränkesubstrats Luft in der Brühkammer eingeschlossen wird und daher das Brühkammervolumen größer ist als das verdichtete Getränkesubstrat, der sogenannte Presskuchen oder Trester. Das in Bezug auf das Trestervolumen erhöhte Brühkammervolumen führt in unerwünschter Weise dazu, dass ein nasser Trester beim Brühvorgang erzeugt wird, der Trester nicht optimal ausgepresst werden kann und/oder zum Tampern sowie Schließen der Brühkammer eine erhöhte Schließkraft notwendig wird. Ebenso nachteilig wie das Einschließen von Luft beim Schließen der Brühkammer und beim Tampern des Getränkesubstrats ist die Erzeugung eines Unterdrucks während des Öffnens der Brühkammer. Kann keine oder nicht ausreichend Luft während des Öffnens der Brühkammer in die Brühkammer einströmen, bildet sich beim Öffnen der Brühkammer, das heißt beim Zurückziehen des Brühkopfes aus der Brühkammer ein Unterdruck, wodurch in unerwünschter Weise der Trester beim Öffnungsvorgang aufgebrochen wird. In der Folge entstehen Verschmutzungen der Brüheinheit und die Entnahme des Tresters wird erschwert. Zudem ist ein erhöhter Kraftaufwand zum Zurückziehen des Brühkopfes aus der Brühkammer und somit zur Öffnung der Brühkammer erforderlich.
Vor diesem Hintergrund stellt die vorliegende Erfindung die Aufgabe eine Brüheinheit und ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Brüheinheit vorzuschlagen, die die Nachteile im Stand der Technik überwinden und insbesondere eine baulich und regelungstechnisch oder steuerungstechnisch einfache Umsetzung ermöglichen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Brüheinheit für eine Getränkezubereitungsvorrichtung, insbesondere eine Kaffee- und/oder Espressomaschine, die eine Brühkammer zur Aufnahme eines Getränkesubstrats, insbesondere gemahlenen Kaffeepulvers, und einen Brühkopf zur Einbringung des Brühfluids aufweist. Die Brühkammer ist zur Aufnahme des Getränkesubstrats über eine Öffnung in der Brühkammer eingerichtet und weist einen Brühkammerboden und einen an den Brühkammerboden angrenzenden Brühkammermantel auf. Der Brühkammermantel ist bevorzugt zylindrisch ausgestaltet. Weiter bevorzugt ist die Brühkammer so ausgestaltet, dass die Öffnung der Brühkammer dem Brühkammerboden gegenüberliegend angeordnet ist, sodass die Brühkammer in der Form eines einseitig geschlossenen Hohlzylinders ausgebildet ist. Zudem begrenzt der Brühkammermantel bevorzugt die Öffnung der Brühkammer. Der Brühkopf weist erfindungsgemäß ein Tampermittel zum Verdichten des Getränkesubstrats auf, das beweglich gegenüber der Brühkammer gelagert und in Brühposition zumindest teilweise in die Brühkammer eingeführt ist. Beim Einführen des Tampermittels in die Brühkammer bewirkt eine Linearbewegung des Tampermittels entlang des Brühkammermantels eine Verdichtung des Getränkesubstrats zwischen einer Anpressoberfläche des Tampermittels und einer Druckfläche eines Gegenstücks. Bevorzugt wird das Tampermittel vollständig in die Brühkammer eingeführt.
Erfindungsgemäß zeichnet sich die Brüheinheit dadurch aus, dass der Brühkopf zumindest einen verschließbaren Luftkanal aufweist und die Brühkammer luftleitend mit dem zumindest einen Luftkanal verbunden ist. Dabei wurde es als erfindungswesentlich erkannt, dass zumindest ein druckbeaufschlagbares Entlüftungsventil im Brühkopf so angeordnet ist, dass das zumindest eine Entlüftungsventil bei einer Linearbewegung des Tampermittels den zumindest einen verschließbaren Luftkanal freigibt, sodass im geöffneten Zustand des zumindest einen Entlüftungsventils Luft in die Brühkammer eintreten oder aus der Brühkammer austreten kann.
Weiterhin wurde es als erfindungswesentlich erkannt, dass das zumindest eine Entlüftungsventil den zumindest einen Luftkanal bei Erreichen der Brühposition des Tampermittels verschließt, sodass im geschlossenen Zustand des zumindest einen Entlüftungsventils keine Luft in die Brühkammer eintreten oder aus der Brühkammer austreten kann. Es ist denkbar und von der Erfindung umfasst, dass das zumindest eine Entlüftungsventil den zumindest einen Luftkanal nicht unmittelbar bei Erreichen der Brühposition des Tampermittels verschließt, sondern alternativ kurz vor oder kurz nach Erreichen der Brühposition des Tampermittels.
Im Rahmen der Erfindung bezeichnet der Begriff „Brühposition des Tampermittels“ die Position, in der sich das Tampermittel während des Brühvorgangs, also dem Einleiten von Brühfluid in die Brühkammer, unter Anlage am verdichteten Getränkesubstrat befindet. Mit anderen Worten ist die Brühposition des Tampermittels erreicht, wenn das Tampermittel einen ausreichenden Anpressdruck auf das Getränkesubstrat aufbringt, welcher eine anforderungsgemäße Verdichtung des Getränkesubstrats bewirkt. Demgegenüber bezeichnet der Begriff „Ausgangsposition des Tampermittels“ im Rahmen der Erfindung die Position des Tampermittels, in die das Tampermittel vor und nach dem Brühvorgang überführt wird. Entsprechend ist das Tampermittel in der Ausgangsposition des Tampermittels vom Getränkesubstrat beabstandet und wird aus der Ausgangsposition durch eine Linearbewegung auf das Getränkesubstrat zu in die Brühposition überführt, wodurch das Getränkesubstrat mittels des Tampermittels verdichtet wird. Dabei wurde es im Rahmen der Erfindung erkannt, dass nach dem Befüllen der Brühkammer und des Verschließens der Brühkammer mit dem Brühkopf neben dem Getränkesubstrat auch Luft in der Brühkammer eingeschlossen ist. Zudem wurde es im Rahmen der Erfindung erkannt, dass aufgrund der anforderungsgemäßen Abdichtung zwischen Brühkopf und Brühkammer beim Überführen des Tampermittels von der Brühposition des Tampermittels in die Ausgangsposition des Tampermittels ein erhöhter Kraftaufwand erforderlich ist, der auf den beim Öffnen der Brühkammer entstehenden Unterdruck zurückzuführen ist. Dementsprechend beruht die Grundidee der vorliegenden Erfindung darauf, zumindest ein Entlüftungsventil zur Entlüftung während einer Linearbewegung des Tampermittels entlang des Brühkammermantels vorzusehen. Damit ist vorteilhafterweise ein Lufteinlass und/oder ein Luftauslass während der Linearbewegung des Tampermittels möglich, sodass der Kraftaufwand beim Tampern und/oder beim Öffnen der Brühkammer deutlich reduziert werden kann. Zudem kann durch eine Entlüftung während der Linearbewegung des Tampermittels auf das Getränkesubstrat und auf das Gegenstück zu verhindert werden, dass das durch Brühkopf und Brühkammer eingeschlossene Brühkammervolumen größer ist als das Trestervolumen und dadurch ein nasser Trester während des Brühvorgangs erzeugt wird. Der Begriff „Trester“ bezeichnet im Rahmen der Erfindung das verdichtete Getränkesubstrat und kann entsprechend auch als Presskuchen bezeichnet werden. Der Trester ist nach dem Brühvorgang und nach Öffnen der Brühkammer, um eine erneute Füllung der Brühkammer mit Getränkesubstrat zu ermöglichen, aus der Brühkammer zu entfernen. Mittels einer Entlüftung während des Öffnens der Brühkammer und somit während der Überführung des Tampermittels von der Brühposition in die Ausgangsposition kann durch Vermeidung eines Unterdrucks in der Brühkammer verhindert werden, dass der Trester beim Öffnen der Brühkammer aufgebrochen wird und es dadurch zu einer Verschmutzung der Brühkammer und einer erschwerten Entnahme des Tresters kommt.
Weiterhin Ausdruck des Grundprinzips der vorliegenden Erfindung ist der Umstand, dass keine weiteren Maßnahmen vorgesehen werden müssen oder Merkmale realisiert werden müssen, um das Ausleiten und/oder Einleiten von Luft aus der Brühkammer oder in die Brühkammer zu steuern, zu begrenzen und/oder zu beenden. Denn das zumindest eine druckbeaufschlagbare, insbesondere selbsttätige oder eigengesteuerte, Ventil im Brühkopf ist derart ausgelegt, dass während des Schließens der Brühkammer und Verdichtens des Getränkesubstrats Luft aus der Brühkammer austreten kann und/oder während des Öffnens der Brühkammer nach dem Brühvorgang Luft in die Brühkammer einströmen kann, während beim Brühvorgang kein Luftaustausch zwischen Brühkammer und Umgebung stattfindet. Es ist denkbar, dass das druckbeaufschlagbare Ventil mit einem Gas, insbesondere Luft, und/oder mit einem Fluid beaufschlagbar ist.
Mit anderen Worten ausgedrückt, erreicht die Brüheinheit der vorliegenden Erfindung eine weitestgehend automatische, nur durch die erfindungsgemäße Anordnung zumindest eines druckbeaufschlagbaren Entlüftungsventils und zumindest eines verschließbaren Luftkanals eine anforderungsgemäße Entlüftung beim Öffnen und/oder Schließen der Brühkammer, wodurch in einfacher Art und Weise mit geringem Kraftaufwand eine Verdichtung des Getränkesubstrats erfolgen kann und/oder die Entnahme des ausgelaugten Tresters nach dem Brühvorgang erleichtert wird. Aufgrund des druckbeaufschlagbaren Ventils und des geringen Kraftaufwands zum Öffnen oder Schließen der erfindungsgemäßen Brüheinheit kann eine äußerst robuste und störungsunanfällige Brüheinheit bereitgestellt werden.
Gemäß einer ersten bevorzugten Ausgestaltung der Brüheinheit kann vorgesehen sein, dass der Brühkopf einen verschließbaren Luftkanal aufweist, der als Luftauslasskanal und als Lufteinlasskanal ausgebildet ist, wobei die Brühkammer luftleitend mit dem Luftkanal verbunden ist, und ein druckbeaufschlagbares Entlüftungsventil den Luftkanal freigeben oder verschließen kann. Gemäß dieser Ausgestaltung ist nur ein einziger Luftkanal notwendig, durch den zu unterschiedlichen Zeiten einerseits Luft in die Brühkammer eintreten und andererseits auch Luft aus der Brühkammer austreten kann. Das, bevorzugt selbsttätige oder eigengesteuerte und druckbeaufschlagbare Entlüftungsventil sorgt dafür, dass beim Schließen der Brühkammer und Verdichten des Getränkesubstrats der Luftkanal freigegeben ist, sodass überschüssige Luft aus der Brühkammer austreten kann. Nach Erreichen der Brühposition des Tampermittels und vor dem Einleiten von Brühfluid in die Brühkammer schließt das druckbeaufschlagbare, insbesondere selbsttätige oder eigengesteuerte, Entlüftungsventil, um einen ausreichenden Druckaufbau in der Brühkammer zu ermöglichen. Nach Beendigung der Einleitung von Brühfluid in die Brühkammer und den damit verbundenen Druckabfall in der Brühkammer wird die Brühkammer geöffnet, indem das Tampermittel mittels einer Linearbewegung vom Gegenstück entfernt wird, wobei während der Öffnung der Brühkammer das Entlüftungsventil geöffnet ist, sodass Luft in die Brühkammer einströmen kann, um einen unerwünschten Unterdruck in der Brühkammer beim Öffnen der Brühkammer zu verhindern. Bevorzugt ist das Entlüftungsventil in dieser Ausgestaltung der Brüheinheit als selbsttätiges oder eigengesteuertes Ventil ausgebildet und mit Gas und/oder Fluid beaufschlagbar, sodass bei ausreichender Druckbeaufschlagung mit Gas und/oder Fluid das Ventil den Luftkanal verschließt und bei Verringerung der Druckbeaufschlagung mit Gas und/oder Fluid den Luftkanal freigibt. Besonders bevorzugt ist das Entlüftungsventil in dieser Ausgestaltung der Brüheinheit als selbsttätiges oder eigengesteuertes Ventil ausgebildet und mit Hydraulikfluid beaufschlagbar, sodass bei ausreichender Druckbeaufschlagung mit Hydraulikfluid das Ventil den Luftkanal verschließt und bei Verringerung der Druckbeaufschlagung mit Hydraulikfluid den Luftkanal freigibt. Am meisten bevorzugt ist das Hydraulikfluid das Brühfluid.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Brüheinheit kann vorgesehen sein, dass zwei verschließbare Luftkanäle und zwei druckbeaufschlagbare Entlüftungsventile im Brühkopf angeordnet sind. Die Brühkammer ist luftleitend mit dem ersten verschließbaren Luftkanal, der als verschließbarer Lufteinlasskanal ausgebildet ist und mit dem zweiten verschließbaren Luftkanal, der als verschließbarer Luftauslasskanal ausgebildet ist verbunden. Zudem ist das erste druckbeaufschlagbare Entlüftungsventil im Brühkopf so angeordnet, dass dieses erste Entlüftungsventil bei einer Linearbewegung des Tampermittels den verschließbaren Lufteinlasskanal freigibt, sodass Luft in die Brühkammer eintreten kann. Das zweite druckbeaufschlagbare Entlüftungsventil ist derart im Brühkopf angeordnet, dass dieses zweite Entlüftungsventil bei einer Linearbewegung des Tampermittels den verschließbaren Luftauslasskanal freigibt, sodass Luft aus der Brühkammer austreten kann. Bei Erreichen der Brühposition des Tampermittels verschließen die zwei Entlüftungsventile den Lufteinlasskanal und den Luftauslasskanal. Bevorzugt wird beim Öffnen der Brühkammer durch das erste Entlüftungsventil Luft in die Brühkammer eingelassen und beim Schließen der Brühkammer und Bewegen des Tampermittels auf das Getränkesubstrat bzw. das Gegenstück zu das zweite Entlüftungsventil geöffnet, sodass Luft aus der Brühkammer austreten kann. Somit kann vorteilhafterweise während des Verdichtens des Getränkesubstrats Luft aus der Brühkammer austreten, sodass während des Schließvorgangs der Brühkammer und während des Verdichtens des Getränkesubstrats der Kraftaufwand reduziert werden kann. Zudem wird die Erzeugung eines nassen Tresters vermieden, da durch den Austritt von Luft aus der Brühkammer während des Verdichtens des Getränkesubstrats das Brühkammervolumen im Wesentlichen dem Volumen des durch Verdichten des Getränkesubstrats erzeugten Tresters entspricht. Im Rahmen der Erfindung betrifft der Begriff „Lufteinlasskanal“ einen Kanal, durch den Luft in die Brühkammer eingelassen werden kann.
Demgegenüber betrifft der Begriff „Luftauslasskanal“ im Rahmen der Erfindung einen Kanal, durch den Luft aus der Brühkammer ausgelassen werden kann. Der Luftkanal kann sowohl als Lufteinlasskanal, Luftauslasskanal oder als ein einziger Kanal zum Lufteinlass und Luftauslass ausgebildet sein. Nach anforderungsgemäßer Verdichtung des Getränkesubstrats und somit der Erreichung der Brühposition des Tampermittels werden die Luftkanäle, nämlich der Lufteinlasskanal und der Luftauslasskanal, mittels des ersten und des zweiten Entlüftungsventils verschlossen, um einen Lufteinlass oder Luftauslass während des Brühvorgangs zu verhindern. Mit anderen Worten kann durch die erfindungsgemäße Anordnung des Lufteinlasskanals und des Luftauslasskanals sowie des ersten und des zweiten Entlüftungsventils während des Schließens der Brühkammer und des Verdichtens des Getränkesubstrats die in der Brühkammer eingeschlossene Luft vorerst komprimiert und bei Erreichung eines Auslassdrucks durch das druckbeaufschlagbare, bevorzugt eigengesteuerte, Entlüftungsventil aus der Brühkammer über den Luftauslasskanal ausströmen, während das Getränkesubstrat weiter verdichtet wird. Ist das Getränkesubstrat ausreichend verdichtet, so liegt ein zum Brühvorgang geeigneter Trester vor und Brühfluid, bevorzugt Wasser, wird über einen Brühfluidkanal in die Brühkammer zur Benetzung des Tresters eingelassen. Es ist denkbar, dass der Brühfluidkanal zumindest teilweise auch den Lufteinlass- oder Luftauslasskanal bildet. Während des Brühvorgangs steigt durch das unter Druck einströmende Brühfluid der Druck in der Brühkammer und das zuzubereitende Getränk wird durch ein Ventil, bevorzugt ein Cremaventil, aus der Brühkammer abgeführt. Das zuzubereitende Getränk kann über einen Kaffeeauslauf einem Trinkgefäß zugeführt werden. Nach der Zubereitung des Getränks fällt der Druck in der Brühkammer ab und die Brühkammer wird geöffnet, um die Entnahme des ausgelaugten Tresters sowie eine erneute Befüllung mit frischem Getränkesubstrat zu ermöglichen. Dabei ist es vorteilhafterweise durch die Anordnung des Luftauslasskanals im Brühkopf und des den Luftauslasskanal freigebenden und verschließenden Entlüftungsventils möglich, einen Unterdruck in der Brühkammer während des Öffnens der Brühkammer und der Rückstellung des Tampermittels in die Ausgangsposition zu vermeiden. Denn durch die druckabhängige Öffnung des druckbeaufschlagbaren, insbesondere selbsttätigen oder eigengesteuerten, ersten Entlüftungsventils kann Luft während des Öffnungsvorgangs in die Brühkammer einströmen.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, dass das zweite Entlüftungsventil bei einer Linearbewegung des Tampermittels von einer Ausgangsposition des Tampermittels in die Brühposition des Tampermittels den Luftauslasskanal freigibt und das erste Entlüftungsventil bei einer Linearbewegung des Tampermittels von der Brühposition des Tampermittels in die Ausgangsposition des Tampermittels den Lufteinlasskanal freigibt. Dadurch ist in einfacher Art und Weise sichergestellt, dass während des Schließens der Brühkammer und des Verdichtens des Getränkesubstrats Luft aus der Brühkammer austreten und während des Öffnens der Brühkammer und des Rückzugs des Tampermittels in die Ausgangsposition Luft in die Brühkammer eintreten kann.
Des Weiteren hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das erste Entlüftungsventil und/oder das zweite Entlüftungsventil in der Art eines Schirmventils ausgebildet ist. Bevorzugt sind sowohl das erste Entlüftungsventil als auch das zweite Entlüftungsventil in der Art eines Schirmventils ausgebildet. Durch den Einsatz eines Schirmventils, auch als Pilzventil bekannt, kann in einfacher Art und Weise der Luftkanal, insbesondere der Lufteinlasskanal und der Luftauslasskanal, verschlossen werden. Denn ein Schirmventil ist ein druckbeaufschlagbares, selbsttätiges Ventil, das bei Überschreiten eines vorbestimmten Druckwerts im Lufteinlasskanal oder Luftauslasskanal den Lufteinlasskanal oder Luftauslasskanal freigibt und bei Abfall des Drucks im Lufteinlasskanal oder Luftauslasskanal diesen schließt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist es vorgesehen, dass der Brühkopf einen verschließbaren Luftkanal aufweist, der als Luftauslasskanal ausgebildet ist. Die Brühkammer ist luftleitend mit dem als Luftauslasskanal ausgebildeten Luftkanal verbunden und der Brühkopf weist ein druckbeaufschlagbares Entlüftungsventil zum Freigeben und Verschließen des Luftkanals auf. Dabei ist das Entlüftungsventil derart im Brühkopf und im Luftauslasskanal angeordnet, dass es bei einer Linearbewegung des Tampermittels von der Ausgangsposition des Tampermittels in die Brühposition des Tampermittels, also während des Schließens der Brühkammer und des Verdichtens des Getränkesubstrats, den verschließbaren Luftauslasskanal freigibt, sodass Luft aus der Brühkammer austreten kann. Bei Erreichen der Brühposition des Tampermittels wechselt das Entlüftungsventil vom geöffneten Zustand in den geschlossenen Zustand und verschließt den Luftauslasskanal. Aufgrund des Entweichens überschüssiger Luft aus der Brühkammer während des Tampervorgangs kann das Verdichten des Getränkesubstrats mit geringem Kraftaufwand erfolgen. Zudem kann durch den Einsatz lediglich eines Luftkanals eine äußerst kompakte Bauweise erzielt werden. Bevorzugt dient zumindest ein Abschnitt des Luftkanals neben dem Ausleiten von Luft auch dem Einleiten von Brühfluid in die Brühkammer, wodurch dem Luftkanal eine weitere Funktion zukommt und die Brüheinheit, insbesondere der Brühkopf, noch kompakter ausgestaltet werden kann. Dient der Luftkanal auch als Brühfluidkanal, dann ist der Luftkanal brühfluidleitend mit der Brühfluidzuführung verbunden, wobei die Brühfluidzuführung in den Luftkanal durch ein Brühfluidventil geregelt ist. Im Rahmen der Erfindung betrifft der Begriff „Brühfluidventil“ ein Ventil, das den Zufluss von Brühfluid in die Brühkammer regelt. Mit anderen Worten, kann bei Ausgestaltung des Luftkanals sowohl als Luftauslasskanal als auch als Brühfluidkanal während des Schließens der Brühkammer und des Verdichtens des Getränkesubstrats Luft über das Entlüftungsventil durch den Luftauslasskanal aus der Brühkammer entweichen, wobei nach Erreichen der Brühposition des Tampermittels und somit des vollständigen Verdichtens das Getränkesubstrat das Entlüftungsventil geschlossen und anschließend bei Erreichen eines ausreichenden Brühdrucks des Brühfluids in der Brühfluidzuführung das Brühfluidventil geöffnet wird, sodass Brühfluid durch den Luftauslasskanal in die Brühkammer einströmen kann und das Getränkesubstrat aufgebrüht wird.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Entlüftungsventil, das den Luftauslasskanal freigibt und verschließt, eine Axialdichtung aufweist. Die Axialdichtung dient der einfachen Abdichtung des Luftkanals bei geschlossenem Entlüftungsventil. Bevorzugt weist das mit einer Axialdichtung versehene Entlüftungsventil neben der Axialdichtung zumindest ein Spannmittel, eine Feder und einen an einer Spindel angeordneten Teller auf. Dabei ist die Axialdichtung bevorzugt am Teller angeordnet und das Spannmittel ermöglicht eine Einstellung der Federkraft, gegen die das Entlüftungsventil geöffnet wird. Somit ist es bei dieser bevorzugten Ausgestaltung des Entlüftungsventils möglich, die Schließ- bzw. Öffnungskraft des Entlüftungsventils einzustellen und somit eine selbsttätige Öffnung des Ventils bei Überschreiten eines vorgegebenen Drucks im Luftauslasskanal zu gewährleisten.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Entlüftungsventil mit Brühfluid druckbeaufschlagt wird und im Brühkopf so angeordnet ist, dass es beim Erreichen eines Brühdrucks des Brühfluids im Brühkopf den Luftkanal verschließt. Durch die Beaufschlagung des Entlüftungsventils mit Brühfluid kann ohne weitere Steuer- oder Regelungseinrichtungen oder eines zusätzlichen Hydraulikkreislaufs das Entlüftungsventil selbsttätig öffnen und schließen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann es weiter vorgesehen sein, dass ein Hydraulikzylinder des Brühkopfes fluidleitend mit einer Fluidzuführung verbunden ist, und der Arbeitskolben des Hydraulikzylinders so mit dem Tampermittel verbunden ist, dass ein Füllen des Hydraulikzylinders mit Fluid eine Bewegung des Tampermittels in Richtung des Gegenstücks bewirkt und das Tampermittel über die Anpressoberfläche ein Tamperdruck auf das Getränkesubstrat aufbringt. Mit anderen Worten wird das Tampermittel hydraulisch zwischen einer Ausgangsposition und einer Brühposition bewegt, sodass eine gleichmäßige Linearbewegung des Brühkopfes und insbesondere des Tampermittels innerhalb der Brühkammer und somit ein gleichmäßiges Verdichten des Getränkesubstrats gewährleistet ist. Zudem lässt diese Ausgestaltung der Brüheinheit vorteilhafterweise eine einfache Einstellung des Tamperdrucks über die Druckbeaufschlagung des Arbeitskolbens mit Fluid zu und erhöht zudem den Bedienkomfort der Brüheinheit, da kein Kraftaufwand des Bedieners zum Tampern erforderlich ist.
Eine weitere besonders vorteilhafte Ausbildung der Brüheinheit kann vorsehen, dass das Tampermittel brühfluidleitend mit einer Brühfluidzuführung verbunden ist, wobei ein Hydraulikzylinder des Brühkopfes ebenfalls brühfluidleitend mit der Brühfluidzuführung verbunden ist, und ein Füllen des Hydraulikzylinders mit Brühfluid eine Bewegung des Tampermittels in Richtung des Gegenstücks bewirkt und das Tampermittel über die Anpressoberfläche einen Tamperdruck auf das Getränkesubstrat aufbringt. Dabei ist der Hydraulikzylinder fluidleitend zwischen der Brühfluidzuführung und dem Tampermittel angeordnet und ein selbsttätiges oder ein eigengesteuertes Tamperventil, das bevorzugt als Überdruckventil ausgebildet ist, ist am Übergang zwischen dem Tampermittel und dem Hydraulikzylinder derart angeordnet, dass es beim Erreichen eines Brühdrucks in dem Hydraulikzylinder eine verschließbare Fluidverbindung zwischen dem Hydraulikzylinder und dem Tampermittel freigibt, sodass im geöffneten Zustand des Tamperventils das Brühfluid aus dem Hydraulikzylinder in die Brühkammer fließen kann und das Tamperventil den Abfluss des Brühfluids in die Brühkammer reguliert. Im Rahmen der Erfindung betrifft der Begriff „Tamperventil“ somit ein Ventil, das die Füllung des Hydraulikzylinders oder Druckbeaufschlagung eines Arbeitszylinders sowie den Zufluss von Brühfluid in die Brühkammer reguliert und/oder steuert. Dabei ist das Tamperventil derart dimensioniert und ausgestaltet, dass unabhängig von der Menge des Getränkesubstrats in der Brühkammer ein konstanter Tamperdruck auf das Getränkesubstrat aufgebracht werden kann. Damit macht sich die Brüheinheit den Umstand zunutze, dass im Rahmen des Brühvorgangs oder des Infusionsvorgangs sowie unter Druck stehendes Fluid, nämlich das Brühfluid, in eine Infusionsbaugruppe und anschließend in die Brühkammer eingeleitet werden muss. Im Rahmen der Erfindung bezeichnet der Begriff Infusionsbaugruppe, eine Baugruppe der Brüheinheit, in die zumindest das Tamperventil aufgenommen ist. Weitere Bestandteile der Infusionsbaugruppe können beispielsweise das Tampermittel, der Arbeitskolben und/oder zumindest ein Entlüftungsventil sein. Gemäß dieser Ausgestaltung der Brüheinheit erfüllt das Brühfluid, bevor es in die Brühkammer eindringt oder eingeleitet wird, eine weitere Funktionalität oder eine weitere Funktion, indem nämlich das Brühfluid zunächst als Hydraulikfluid genutzt wird und den Hydraulikzylinder füllt, der die Bewegung des Tampermittels entlang des Brühkammermantels zur Verdichtung des Getränkesubstrats mit dem Tampermittel bewirkt. Damit ist vorteilhafterweise kein separater Fluidfluss oder kein separater Fluidkreis eines Hydraulikfluids zusätzlich zum Fluidkreis oder Fluidfluss des Brühfluids vorzusehen, um das Tampermittel hydraulisch zu bewegen. Zudem kann vorteilhafterweise das Tampern innerhalb der Brüheinheit erfolgen, ohne dass eine externe, außerhalb der Brüheinheit vorzusehende Tampervorrichtung, erforderlich wird. Auch müssen keine weiteren Maßnahmen vorgesehen werden oder Merkmale realisiert werden, um den Zufluss von Hydraulikfluid zu dem Hydraulikzylinder zu steuern, zu begrenzen und/oder zu beenden. Denn das selbsttätige oder eigengesteuerte Tamperventil am Übergang zwischen dem Tampermittel und dem Hydraulikzylinder sorgt gerade dafür, dass das Tampermittel in Brühstellung am Getränkesubstrat zur Anlage kommt und unabhängig von der Menge des Getränkesubstrats einen konstanten Tamperdruck auf das Getränkesubstrat aufbringt, wobei beim Erreichen des Brühdrucks das Tamperventil geöffnet wird, woraufhin das Brühfluid aus dem Hydraulikzylinder über das Tampermittel in die Brühkammer abfließen kann. Vorteilhaft kann eine Durchfluss- und Volumensteuerung für den Brühprozess dafür sorgen, dass genügend unter Druck stehendes Brühfluid zur Durchführung des Brühprozesses nachgefördert wird, was damit die Steuerung des Hydraulikzylinders mitverursacht und mitbewirkt. Es ist denkbar, dass das Tampermittel zumindest teilweise, insbesondere im Bereich der Anpressoberfläche, als Sieb oder Filter ausgebildet ist, um zwar den Eintritt von Brühfluid in die Brühkammer zu ermöglichen, jedoch einen Austritt von Getränkesubstrat aus der Brühkammer in den Brühkopf zu verhindern. Erst wenn der Überdruck im Hydraulikzylinder, beispielsweise dadurch, dass kein Brühfluid mehr durch die Brühfluidzuführung nachgeliefert wird, unter den Brühdruck fällt, wird das selbsttätige Tamperventil, erneut ohne externe Steuereinflüsse, schließen und den entsprechenden Brühvorgang beenden. Im Anschluss daran muss lediglich zur Rückstellung des Tampermittels der Hydraulikzylinder entleert werden, was beispielsweise über ein Drainageventil erfolgen kann. Mit anderen Worten ausgedrückt ist durch diese vorteilhafte Ausgestaltung der Brüheinheit eine weitestgehend automatische, nur durch die Bereitstellung des Brühfluids verursachte und gesteuerte Bewegung des Tampermittels und somit eine konstante Druckaufbringung auf das Getränkesubstrat zum Verdichten des Getränkesubstrats gewährleistet. Zudem ist aufgrund des Entlüftens der Brühkammer während des Verdichtens des Getränkesubstrats mittels des druckbeaufschlagbaren Entlüftungsventils ein geringer Kraftaufwand zur Verdichtung des Getränkesubstrats ausreichend. Des Weiteren ist eine gleichermaßen automatische Initiierung und Beendigung des Brühvorgangs durch die erfindungsgemäße Anordnung des selbsttätigen Tamperventils möglich und das zur Beaufschlagung des Hydraulikzylinders genutzte Brühfluid kann als sauberes Restwasser in den Wassertank zurückgeführt werden und/oder für den nächsten Brühvorgang verwendet werden. Aufgrund der erfindungsgemäßen Anordnung des Tamperventils am Übergang zwischen Tampermittel und Hydraulikzylinder und der Anordnung des Entlüftungsventils im Brühkopf entsteht eine kompakte Brüheinheit, welche es ermöglicht, aufgrund der Druckregulierung mittels des selbsttätigen oder eigengesteuerten Tamperventils und des druckbeaufschlagbaren, bevorzugt selbsttätigen oder eigengesteuerten, Entlüftungsventils unterschiedliche Mengen an Mahlgut mit definierter Kraft und vergleichsweise geringem Kraftaufwand in der Brühkammer zu tampern. Dadurch, dass lediglich ein Hydraulikkreislauf, welcher zudem das Brühfluid als Hydraulikfluid nutzt, vorgesehen ist, kann eine äußerst robuste und störungsunanfällige Brüheinheit bereitgestellt werden.
Dabei ist es denkbar, dass der Brühkammerboden das Gegenstück ausbildet und/oder der Brühkopf mittels einer Antriebs- oder Verstelleinrichtung zwischen unterschiedlichen Betriebspositionen verstellbar ist, wobei der Brühkopf linear in Richtung des Brühkammerbodens verstellbar ist und in Verschlussposition derart an der Brühkammer anliegt, dass die Öffnung der Brühkammer in Verschlussposition verschlossen ist. Wenn der Brühkammerboden vorteilhafterweise das Gegenstück ausbildet, kann die Brühkammer in der Art eines Siebträgers ausgestaltet sein. Dabei ist es denkbar, dass die Brühkammer einstückig gefertigt und aus der Brüheinheit entnehmbar ist. Im Rahmen der Erfindung ist die Verschlussposition des Brühkopfes die Position, in welcher die Öffnung der Brühkammer verschlossen ist. Hingegen ist in Ausgangsposition des Brühkopfes die Brühkammer nicht durch den Brühkopf verschlossen und die Öffnung der Brühkammer zugänglich. Um die Brühkammer in einfacher Art und Weise zu verschließen, ist es vorgesehen, falls der Brühkammerboden das Gegenstück ausbildet, den gesamten Brühkopf linear in Richtung des Brühkammerbodens zu verstellen und die Öffnung der Brühkammer mit einem Bestandteil des Brühkopfes zu verschließen. Dies hat den Vorteil, dass der Weg, den das Tampermittel zur Verdichtung des Getränkesubstrats in der Brühkammer zurücklegt, deutlich verkürzt werden kann, was wiederum zur Einsparung von Bauraum und Material führt. Dabei ist es denkbar, dass das Tampermittel oder eine Infusionsbaugruppe derart an der Brühkammer zur Anlage kommen, dass die Öffnung der Brühkammer verschlossen ist. Der Brühkopf ist dabei bevorzugt kraftlos linear in Richtung des Brühkammerbodens verstellbar. Dies hat den Vorteil, dass die Verstellung des Brühkopfes mit verhältnismäßig wenig Kraftaufwand und damit beispielsweise auch mit einem einfachen Handbetätigungsmittel, wie beispielsweise einem händisch bedienbaren Hebel oder dgl., erfolgen kann, ohne dass der Bediener viel Kraft aufbringen muss und/oder die Antriebs- oder Verstelleinrichtung als schwerfällig oder schwergängig empfindet. Insgesamt trägt es enorm zum Bedienkomfort der Brüheinheit und damit auch der Getränkezubereitungsvorrichtung bei, wenn der Verschluss der Brühkammer kraftlos oder ansatzweise kraftlos erfolgt.
Gemäß einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Gegenstücks der Brüheinheit kann es vorgesehen sein, dass der Brühkammerboden das Gegenstück ausbildet und die Brühkammer mittels einer Antriebs- oder Verstelleinrichtung zwischen unterschiedlichen Betriebspositionen verstellbar ist und die Brühkammer linear in Richtung des Brühkopfes verstellbar ist und in Verschlussposition derart am Brühkopf anliegt, dass die Öffnung der Brühkammer in Verschlussposition verschlossen ist. Durch diese Ausgestaltung des Gegenstücks ist es vorteilhafterweise möglich, wie beispielsweise an bekannten Kaffeevollautomaten vorgesehen, die Brühkammer in eine Beladestellung zu verschwenken, um die Brühkammer mit Getränkesubstrat zu füllen und anschließend die Brühkammer in eine Offenstellung zurückzuschwenken und anschließend durch Überführung in eine Verschlussposition zu verschließen. Zum Verschließen wird die Brühkammer auf den Brühkopf zubewegt, so dass der Brühkopf derart an der Brühkammer zur Anlage kommt, dass die Öffnung der Brühkammer verschlossen wird. Wiederum ist es denkbar, dass die Öffnung der Brühkammer durch den Arbeitskolben, die Infusionsbaugruppe oder das Tampermittel des Brühkopfes verschlossen wird. Diese Ausgestaltung des Gegenstücks und somit der Brüheinheit eignet sich bevorzugt zum Verdichten des Getränkesubstrats in einem Getränkevollautomaten. Bevorzugt erfolgt die Druckaufbringung zum Tampern somit in eingebautem Zustand der Brüheinheit von oben, da das Tampermittel von oben auf das Gegenstück zubewegt wird. Mit anderen Worten kommt das Tampermittel bevorzugt von oben am Getränkesubstrat zur Anlage. Wiederum trägt es auch bei dieser Ausgestaltung des Gegenstücks enorm zum Bedienkomfort der Brüheinheit und damit auch der Getränkezubereitungsvorrichtung bei, wenn der Verschluss der Brühkammer kraftlos oder ansatzweise kraftlos erfolgt.
Des Weiteren ist es denkbar, dass das Tampermittel den Brühkammerboden ausbildet und die Brühkammer mittels einer Antriebs- oder Verstelleinrichtung zwischen unterschiedlichen Betriebspositionen verstellbar ist und die Brühkammer linear in Richtung des Gegenstücks verstellbar ist und in Verschlussposition derart am Gegenstück anliegt, dass die Öffnung der Brühkammer in Verschlussposition verschlossen ist. Diese Ausgestaltung bezieht sich wiederum bevorzugt auf eine Brüheinheit für den Einsatz in einer Getränkezubereitungsvorrichtung, die in Form eines bekannten Kaffeevollautomaten ausgebildet ist. Vorteilhafterweise ist mit dieser Ausgestaltung des Tampermittels das Verdichten des Getränkesubstrats derart möglich, dass das Tampermittel einen beweglichen Brühkammerboden ausbildet, der in Richtung des, bevorzugt feststehenden, Gegenstücks bewegbar ist, so dass zwischen Gegenstück und Tampermittel das Getränkesubstrat verdichtet werden kann. Bevorzugt erfolgt die Druckaufbringung zum Tampern somit in eingebautem Zustand der Brüheinheit von unten, da das Tampermittel als Brühkammerboden von unten auf das Gegenstück zubewegt wird. Diese Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass je nach zur Verfügung stehendem Bauraum der Brühkopf an der Brühkammer, bevorzugt unterhalb der Brühkammer, angeordnet ist und die Brühkammer durch ein feststehendes Gegenstück verschlossen werden kann.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Entlüftungsventil mit dem Tamperventil hydraulisch gekoppelt ist, sodass bei geschlossenem Tamperventil das Entlüftungsventil geöffnet ist. Somit kann mittels des Hydraulikfluids sowohl das Entlüftungsventil als auch das Tamperventil druckbeaufschlagt werden, wobei das druckbeaufschlagbare, bevorzugt selbsttätige, Entlüftungsventil während einer Linearbewegung des Tampermittels entlang des Brühkammermantels geöffnet ist, so dass Luft aus der Brühkammer entweichen oder in die Brühkammer einströmen kann. Nach Erreichen der Brühposition des Tampermittels wird das Entlüftungsventil derart druckbeaufschlagt, dass der Luftkanal durch das Entlüftungsventil verschlossen wird. Gleichzeitig öffnet das druckbeaufschlagbare eigentätige Tamperventil, so dass Brühfluid in die Brühkammer eintreten kann. Mit anderen Worten sind das Tamperventil und das Entlüftungsventil derart hydraulisch gekoppelt, dass bei geöffnetem Zustand des Entlüftungsventils und somit bei Freigabe des Luftkanals der Brühfluidkanal durch das Tamperventil, das sich zu diesem Zeitpunkt in einem geschlossenen Zustand befindet, verschlossen ist. Demgegenüber wird bei ausreichender Druckbeaufschlagung des Tamperventils, welches durch die Druckbeaufschlagung in einen geöffneten Zustand überführt wird, das Entlüftungsventil in einen geschlossenen Zustand überführt, sodass der Luftkanal verschlossen ist. Das heißt, dass bei geöffnetem Luftkanal der Fluidkanal verschossen ist und bei geöffnetem Fluidkanal der Luftkanal verschlossen ist. Bevorzugt gibt das Tamperventil bei Erreichen eines Brühdrucks den Brühfluidkanal frei und das Entlüftungsventil verschließt den Lüftungskanal. Durch den nach Abschluss des Brühvorgangs auftretenden Druckabfall sowohl am Tamperventil als auch am Entlüftungsventil sorgen die Rückstellelemente des Tamperventils und die Rückstellelemente des Entlüftungsventils dafür, dass der brühfluidkanal durch das Tamperventil verschlossen wird und der Luftkanal durch das Entlüftungsventil freigegeben wird. Somit ist auf einfache Art und Weise sichergestellt, dass die Brühkammer während des Verdichtens des Getränkesubstrats und während des Öffnens der Brühkammer nach dem Brühvorgang entlüftet werden kann. Bevorzugt werden sowohl Entlüftungsventil als auch Tamperventil mit Brühfluid druckbeaufschlagt, wodurch auf einen weiteren Hydraulikkreislauf verzichtet werden kann.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Brüheinheit kann vorgesehen sein, dass im Brühkopf ein Kombinationsventil derart angeordnet ist, dass es beim Erreichen eines Brühdrucks in dem Hydraulikzylinder eine verschließbare Brühfluidverbindung zwischen dem Hydraulikzylinder und dem Tampermittel freigibt und den Luftkanal verschließt. Im Rahmen der Erfindung bezeichnet der Begriff „Kombinationsventil“ ein Ventil, das sowohl als Entlüftungsventil und gleichzeitig auch als Tamperventil ausgebildet ist. Das heißt, dass das Tamperventil in einer ersten Stellung den Luftkanal freigibt und gleichzeitig die Brühfluidverbindung verschließt und in einer zweiten Stellung die Brühfluidverbindung freigibt und gleichzeitig den Luftkanal verschließt. Somit kann vorteilhafterweise in kompakter Bauweise gewährleistet werden, dass während des Verdichtens des Getränkesubstrats und beim Öffnen der Brühkammer die Brühkammer derart entlüftet wird, dass bei einer Linearbewegung des Tampermittels durch den Luftkanal Luft aus der Brühkammer austreten oder in die Brühkammer einströmen kann. Denn bei Erreichen eines Brühdrucks im Hydraulikzylinder wird das Tamperventil von einer ersten Stellung, in der der Brühfluidkanal verschlossen und der Luftkanal freigegeben ist, in eine zweite Stellung, in der der Brühfluidkanal freigegeben ist und der Luftkanal verschlossen ist überführt. Nach Abschluss des Brühvorgangs und Druckabfall am Tamperventil erfolgt eine Rückstellung des Tamperventils von der zweiten Stellung in die erste Stellung, sodass der Luftkanal erneut freigegeben wird und der Brühfluidkanal verschlossen wird. Somit kann auf einfache Art und Weise mit nur einem druckbeaufschlagbaren, selbsttätigen Kombinationsventil sowohl ein zuverlässiges hydraulisches Tampern als auch ein Entlüften während des Schließens der Brühkammer, des Verdichtens des Getränkesubstrats und des Öffnens der Brühkammer erfolgen.
Weiterhin hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Brühkopf der Brüheinheit eine Luftwechselöffnung aufweist und die Brühkammer luftleitend mittels des Luftkanals mit der Luftwechselöffnung verbunden ist. So kann vorteilhafterweise sichergestellt werden, dass über die Luftwechselöffnung Luft mit der Umgebung ausgetauscht werden kann, indem Umgebungsluft beim Öffnen der Brühkammer in die Brühkammer einströmen kann und beim Schließen der Brühkammer und Verdichten des Getränkesubstrats Luft aus der Brühkammer an die Umgebung abgegeben werden kann.
Eine weitere besonders vorteilhafte Ausbildung der Brüheinheit kann vorsehen, dass eine luftdurchlässige Membran am Übergang zwischen Tampermittel und Luftkanal angeordnet ist. Die luftdurchlässige Membran ist bevorzugt derart ausgestaltet, dass sie zwar den Austritt bzw. Eintritt von Luft in die Brühkammer oder aus der Brühkammer ermöglicht, jedoch den Durchtritt von Brühfluid oder Getränkesubstrat in den Luftkanal verhindert. Im Rahmen der Erfindung ist es auch denkbar, dass die Membran als Sieb oder Filter ausgebildet ist. Mittels der Membran kann ein Durchtritt von Getränkesubstrat und/oder Brühfluid in den Luftkanal verhindert werden und somit vorteilhafterweise Verschmutzungen des Luftkanals minimiert werden.
Die oben genannte Aufgabe wird weiterhin gelöst durch eine Getränkezubereitungsvorrichtung, insbesondere eine Kaffee- und/oder Espressomaschine, aufweisend einen Wassertank, eine Durchflussmesseinheit, eine Pumpeinheit und eine Heizeinheit sowie eine Brüheinheit gemäß einer der vorangehend genannten Ausführungen.
Ferner wird die oben genannte Aufgabe gelöst durch ein Verfahren, insbesondere ein Verfahren zum Durchführen eines Brühvorgangs, zum Betrieb einer Brüheinheit für eine Getränkezubereitungsvorrichtung insbesondere eine Kaffee- und/oder Espressomaschine, umfassend eine Brühkammer die zur Aufnahme eines Getränkesubstrats, insbesondere gemahlenem Kaffeepulver, über eine Öffnung der Brühkammer eingerichtet ist und einen, bevorzugt der Brühkammer gegenüberliegenden, Brühkammerboden und einen an dem Brühkammerboden angrenzenden, bevorzugt zylindrischen, insbesondere die Öffnung begrenzenden, Brühkammermantel aufweist, über die Brühkammer in eine Beladestellung mit Getränkesubstrat beladen wird. Dabei kann, wie voranstehend bereits angedeutet, die Brühkammer in Beladestellung auch außerhalb der Brüheinheit positioniert sein oder die Brühkammer in eine Beladestellung innerhalb der Brüheinheit verschwenkt werden.
Nach Beladung der Brühkammer folgt ein Überführen der Brühkammer in eine Offenstellung der Brühkammer, wobei das Überführen der Brühkammer in die Offenstellung durch Einsetzen der Brühkammer, wie es beispielsweise bei Siebträgermaschinen vorgesehen ist, in die Brüheinheit oder durch Verschwenken der Brühkammer innerhalb der Brüheinheit, wie es beispielsweise bei Kaffeevollautomaten vorgesehen sein kann, erfolgt. Die Brühkammer kann bevorzugt mittels einer Antriebs- oder Verstelleinrichtung von einer Beladestellung in eine Offenstellung überführt werden. Im Rahmen der Erfindung ist in Offenstellung der Brühkammer die Brühkammer nicht verschlossen. Bevorzugt sind in Offenstellung das Gegenstück und das Tampermittel derart zueinander ausgerichtet, dass sie mittels einer Linearbewegung aufeinander zu bewegbar sind und die Rotationsachsen von Gegenstück und Tampermittel zusammenfallen.
Nach Beladung und Überführung in die Offenstellung der Brühkammer erfolgt das Verdichten des Getränkesubstrats in der Brühkammer mittels eines Tampermittels, wobei durch Bewegen des Tampermittels in der Brühkammereinrichtung des Gegenstücks eine Anpressoberfläche des Tampermittels mit dem Getränkesubstrat in Kontakt gebracht und ein Tamper-Druck auf das Getränkesubstrat aufgebracht wird.
Erfindungsgemäß sieht das Verfahren vor, dass bei einer Linearbewegung des Tampermittels durch Öffnen zumindest eines druckbeaufschlagbaren Entlüftungsventils im Brühkopf zumindest ein verschließbarer Luftkanal freigegeben wird, sodass im geöffneten Zustand des zumindest einen Entlüftungsventils Luft in die Brühkammer eintreten oder aus der Brühkammer austreten kann. Nach dem Verdichten des Getränkesubstrats und somit des Erreichens der Brühposition des Tampermittels ist es gemäß des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass der zumindest eine Luftkanal durch Schließen des zumindest einen Entlüftungsventils verschlossen wird. Durch die Verbindung der Brühkammer mit zumindest einem Luftkanal ist es mittels des druckbeaufschlagbaren, bevorzugt selbsttätigen oder eigengesteuerten, Entlüftungsventils auf einfache Art und Weise möglich, die Brühkammer beim Verdichten des Getränkesubstrats und/oder beim Öffnen der Brühkammer zu entlüften und somit den Kraftaufwand beim Verdichtungsvorgang und/oder beim Öffnungsvorgang zu reduzieren.
Die besondere erfindungsgemäße Leistung des Verfahrens besteht also darin, dass wie oben bereits angedeutet, beim Verdichten des Getränkesubstrats keine in der Brühkammer eingeschlossene Luft zusätzlich zum Getränkesubstrat komprimiert werden muss, da die Luft aus der Brühkammer austreten kann, und/oder beim Öffnen der Brühkammer kein unerwünschter Unterdruck in der Brühkammer entsteht, der zum Aufbrechen des Getränkesubstratrückstands, des ausgelaugten Tresters, führt. Weiter kann die Luft über das druckbeaufschlagbare Ventil aus der Brühkammer oder in die Brühkammer gelangen, sodass zur Steuerung des Entlüftungsventils lediglich eine Druckbeaufschlagung notwendig ist und somit kein Eingriff eines Bedieners zum Öffnen oder Schließen des Luftkanals notwendig wird.
Grundsätzlich soll zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen im Hinblick auf die Merkmale, Eigenschaften und Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens auf die obige Offenbarung der Brüheinheit Bezug genommen werden. Dies bedeutet, dass grundsätzlich verfahrensmäßig offenbarte und beschriebene Merkmale als vorrichtungsmäßig beschrieben und beanspruchbar gelten sollen, und umgekehrt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung des Verfahrens kann es vorgesehen sein, dass zwei verschließbare Luftkanäle im Brühkopf angeordnet sind, wobei ein erster Luftkanal als verschließbarer Lufteinlasskanal und ein zweiter Luftkanal als verschließbarer Luftauslasskanal ausgebildet ist, und die Brühkammer luftleitend mit dem Lufteinlasskanal und dem Luftauslasskanal verbunden ist, und bei einer Linearbewegung des Tampermittels durch Öffnen des ersten druckbeaufschlagbaren Entlüftungsventil der verschließbare Lufteinlasskanal freigegeben wird, und bei einer Linearbewegung des Tampermittels durch Öffnen des zweiten druckbeaufschlagbaren Entlüftungsventils der verschließbare Luftauslasskanal freigegeben wird, sodass im geöffneten Zustand des ersten Entlüftungsventils Luft in die Brühkammer eintreten und im geöffneten Zustand des zweitens Entlüftungsventils Luft aus der Brühkammer austreten kann. Bei Erreichen der Brühposition des Tampermittels wird durch Schließen des ersten Entlüftungsventils der Lufteinlasskanal und durch Schließen des zweiten Entlüftungsventils der Luftauslasskanal verschlossen. Somit können der separat ausgebildete Lufteinlasskanal und Luftauslasskanal durch jeweils ein Entlüftungsventil verschlossen werden, sodass beim Schließen der Brühkammer und beim Verdichten des Getränkesubstrats der Luftauslasskanal geöffnet wird und beim Öffnen der Brühkammer der Lufteinlasskanal geöffnet wird. Während des eigentlichen Aufbrühens des Getränkesubstrats, also des Einströmens und Durchströmens von Brühfluid in bzw. durch die Brühkammer sind sowohl der Lufteinlasskanal als auch der Luftauslasskanal verschlossen, um einen anforderungsgemäßen Druckaufbau in der Brühkammer zu ermöglichen.
Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn bei einer Linearbewegung des Tampermittels von einer Ausgangsposition des Tampermittels in die Brühposition des Tampermittels der Luftauslasskanal freigegeben wird und bei einer Linearbewegung des Tampermittels von der Brühposition des Tampermittels in die Ausgangsposition des Tampermittels der Lufteinlasskanal freigegeben wird. Dies heißt mit anderen Worten, dass bei einer Bewegung des Tampermittels auf das Getränkesubstrat zu der Luftauslasskanal freigegeben wird und somit Luft aus der Brühkammer austreten kann und bei einer Bewegung des Tampermittels vom Getränkesubstrat, insbesondere vom ausgelaugten Getränkesubstrat, weg der Lufteinlasskanal freigegeben wird und Luft in die Brühkammer einströmen kann, sodass das Auftreten eines Unterdrucks in der Brühkammer beim Öffnen der Brühkammer verhindert werden kann.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung des Verfahrens kann es vorgesehen sein, dass der Brühkopf einen verschließbaren Luftkanal aufweist, der als Luftauslasskanal und Lufteinlasskanal ausgebildet ist und der Luftkanal bei einer Linearbewegung des Tampermittels freigegeben wird und bei Erreichen der Brühposition des Tampermittels durch das Entlüftungsventil verschlossen wird. Vorteilhafterweise ist bei dieser Ausgestaltung des Verfahrens nur ein druckbeaufschlagbares Entlüftungsventil durch Druckbeaufschlagung derart zu steuern, dass bei einer Linearbewegung des Tampermittels das Entlüftungsventil geöffnet ist und den verschließbaren Luftkanal freigibt. So kann bei einer Bewegung des Tampermittels Luft aus der Brühkammer austreten oder in die Brühkammer eintreten. Bevorzugt kann bei einer Linearbewegung des Tampermittels auf das Getränkesubstrat zu, also beim Verdichten des Getränkesubstrats, Luft aus der Brühkammer austreten, und bei einer Linearbewegung des Tampermittels von Getränkesubstrat und/oder vom Gegenstück weg, also beim Öffnen der Brühkammer, Luft in die Brühkammer einströmen. Dementsprechend erfolgen ein Öffnen des Entlüftungsventils und eine Freigabe des Verschließbaren Luftkanals beim Schließen der Brühkammer und beim Verdichten des Getränkesubstrats, wobei anschließend der Luftkanal durch das Entlüftungsventil nach Erreichen der Brühposition des Tampermittels verschlossen wird und das Getränkesubstrat mit Brühfluid aufgebrüht wird. Nach Abschluss des Aufbrühens des Getränkesubstrats und dem damit verbundenen Druckabfall in der Brühkammer wird das Entlüftungsventil erneut geöffnet, sodass beim Öffnen der Brühkammer Luft aus der Brühkammer austreten kann und ein Unterdruck in der Brühkammer verhindert wird.
Um die Steuerung eines zusätzlichen Hydraulikkreislaufes zu vermeiden, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Entlüftungsventil mit Brühfluid druckbeaufschlagt wird und beim Erreichen eines Brühdrucks des Brühfluids der Luftkanal durch Schließen des Entlüftungsventils verschlossen wird. Demzufolge gibt das Entlüftungsventil vor Erreichen eines Brühdrucks des Brühfluids beim Verdichten des Getränkesubstrats und bei einem Druckabfall des Brühfluids, wie er nach Abschluss des Aufbrühens des Getränkesubstrats auftritt, den Luftkanal frei. Bevorzugt erfolgt das Öffnen und Schließen des Entlüftungsventils selbsttätig in Abhängigkeit von der Druckbeaufschlagung.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann es vorgesehen sein, dass ein Hydraulikzylinder des Brühkopfes mit Fluid gefüllt wird, wobei der Hydraulikzylinder fluidleitend mit der Fluidzuführung verbunden ist, und wobei ein Arbeitskolben des Hydraulikzylinders so mit dem Tampermittel verbunden ist, dass das Füllen des Hydraulikzylinders mit Fluid eine Bewegung des Tampermittels in Richtung des Gegenstücks bewirkt und mittels des Tampermittels über die Anpressoberfläche ein Tamperdruck auf das Getränkesubstrat aufgebracht wird. Durch diese Ausgestaltung des Verfahrens ist es vorteilhafterweise möglich, das Getränkesubstrat automatisiert und wiederholgenau ohne Eingriff eines Bedieners zu verdichten. Dabei kann der aufgebrachte Tamper-Druck in Abhängigkeit des durch das Fluid über den Hydraulikzylinder auf das Tampermittel aufgebrachten Drucks eingestellt werden. Damit kann bei jeder Getränkezubereitung das Getränkesubstrat mit dem gleichen Druck getampert werden, wodurch eine gleichbleibende Qualität des zuzubereitenden Getränks sichergestellt werden kann. Zudem wird der Bedienkomfort durch die für den Bediener aufwandsarme Verdichtung des Getränkesubstrats wesentlich erhöht.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des Verfahrens kann es vorgesehen sein, dass zum Verdichten des Getränkesubstrats der Hydraulikzylinder des Brühkopfes mit Brühfluid gefüllt wird, wobei das Tampermittel brühfluidleitend mit einer Brühfluidzuführung verbunden ist und der Hydraulikzylinder ebenfalls brühfluidleitend mit der Brühfluidzuführung verbunden ist. Der Arbeitskolben des Hydraulikzylinders ist dabei so mit dem Tampermittel verbunden, dass ein Füllen des Hydraulikzylinders mit Brühfluid eine Bewegung des Tampermittels in Richtung des Gegenstücks bewirkt und mittels des Tampermittels über die Anpressoberfläche ein Tamperdruck auf das Getränkesubstrat aufgebracht wird. Da der Hydraulikzylinder fluidleitend zwischen der Brühfluidzuführung und dem Tampermittel angeordnet ist und ein selbsttätiges oder eigengesteuertes Ventil am Übergang zwischen dem Tampermittel und dem Hydraulikzylinder angeordnet ist, welches erst bei Erreichen eines Brühdrucks im Hydraulikzylinder die Fluidverbindung zwischen Hydraulikzylinder und Tampermittel freigibt, wird im Vorfeld der Zuführung des Brühfluids zum Tampermittel und somit in die Brühkammer ein konstanter Druck im Hydraulikzylinder aufgebaut, welcher über die Anpressoberfläche des Tampermittels auf das Getränkesubstrat übertragen wird und dieses unabhängig von der Menge an Getränkesubstrat in der Brühkammer anforderungsgemäß verdichtet.
Zudem wird der Abfluss des Brühfluids in die Brühkammer mittels des Tamperventils reguliert, wobei das Tamperventil derart dimensioniert und ausgestaltetet ist, dass wie voranstehend erläutert, unabhängig von der Menge des Getränkesubstrats in der Brühkammer ein konstanter Tamperdruck auf das Getränkesubstrat aufgebracht werden kann. Durch das Öffnen des zumindest einen Entlüftungsventils und somit das Freigeben zumindest eines Luftkanals kann während der konstanten Tamperdruckaufbringung auf das Getränkesubstrat Luft aus der Brühkammer über den Luftkanal entweichen, wodurch das Verdichten des Getränkesubstrats mit geringem Kraftaufwand erfolgen kann. Bei Erreichen eines Brühdrucks in dem Hydraulikzylinder kann eine verschließbare Fluidverbindung zwischen dem Hydraulikzylinder und dem Tampermittel freigegeben werden, sodass im geöffnetem Zustand des Tamperventils das Brühfluid aus dem Hydraulikzylinder in die Brühkammer fließen kann, wobei das Brühfluid über einen durchgängigen Brühfluidkanal, der die Brühfluidzuführung mit zumindest einer Brühfluidauslassöffnung des Brühkopfes, die bevorzugt im Tampermittel angeordnet ist, fluidleitend verbindet, in die Brühkammer eingeführt wird. Gleichzeitig schließt bei Erreichen des Brühdrucks in dem Hydraulikzylinder das zumindest eine Entlüftungsventil, damit ein anforderungsgemäßer Druckaufbau in der Brühkammer ermöglicht wird. Durch die Verbindung von Brühfluidzuführung über den Hydraulikzylinder und den Brühfluidkanal mit der Brühkammer und der Regulierung des Abflusses des Brühfluids mittels des selbsttätigen Tamperventils ist es auf einfache Art und Weise möglich, das Einführen von Brühfluid in die Brühkammer zum Aufbrühen des Getränkesubstrats bei Erreichen eines ausreichenden Brühdrucks auszulösen und gleichzeitig mittels des Brühdrucks den Arbeitskolben sowie das Tampermittel sicher während des Aufbrühens des Getränkesubstrats in Position zu halten. Somit kann gemäß dieser Weiterbildung des Verfahrens mittels des Brühfluids über die Brühfluidzuführung zunächst der Hydraulikzylinder gefüllt werden, wodurch der Arbeitskolben und somit auch das am Arbeitskolben angeordnete Tampermittel auf das Gegenstück zubewegt werden und so eine Verdichtung des Getränkesubstrats in der Brühkammer bewirken während das zumindest eine Entlüftungsventil geöffnet ist, sodass über den zumindest einen Luftkanal Luft aus der Brühkammer entweichen kann. Weiter kann das Brühfluid vom Hydraulikzylinder aus über das selbsttätige oder eigengesteuerte Tamperventil in die Brühkammer gelangen, während das zumindest eine Entlüftungsventil geschlossen ist, sodass zur Steuerung der Bewegung des Tampermittels oder Initiierung des Aufbrühens des Getränkesubstrats lediglich das Brühfluid in einer gewünschten Weise, also bevorzugt mit einer gewünschten Flussrate und einem gewünschten Überdruck zur Verfügung gestellt werden muss. Zum Verschließen der Brühkammer vor Freigabe der Fluidverbindung wird die Brühkammer auf ein Gegenstück oder der Brühkopf auf die Brühkammer, bevorzugt kraftlos zubewegt und das Verschließen der Brühkammer wird durch den Brühkopf oder das Gegenstück bewirkt. Dabei kann die Brühkammer durch das zumindest teilweise Einführen des Arbeitskolbens, des Tampermittels, der Infusionsbaugruppe und/oder des Gegenstücks in die Brühkammer verschlossen werden. Bevorzugt wird die Öffnung der Brühkammer, falls das Tampermittel den Brühkammerboden ausbildet, durch zumindest teilweises Einführen des Gegenstücks in die Brühkammer verschlossen. Falls der Brühkammerboden das Gegenstück ausbildet, ist es weiter bevorzugt vorgesehen, dass zum Verschluss der Brühkammer der Arbeitskolben, das Tampermittel oder die Infusionsbaugruppe in die Brühkammer, insbesondere durch die Öffnung der Brühkammer, zumindest teilweise eingeführt wird. Das Verschließen der Brühkammer erfolgt bevorzugt vor der Befüllung des Hydraulikzylinders mit Fluid. Somit kann der Weg, den der Arbeitskolben und das Tampermittel zur Verdichtung des Getränkesubstrats bewegt werden müssen, reduziert werden, da durch die Bewegung von Gegenstück oder Brühkopf auf die Brühkammer zu, die Entfernung zwischen Getränkesubstrat und Tampermittel oder zwischen Getränkesubstrat und Gegenstück reduziert werden kann. Zudem trägt die bevorzugte Form des kraftlosen Verschließens der Brühkammer wesentlich zur Erhöhung des Bedienfomforts bei.
Um einen möglichst einfachen Betrieb der Brüheinheit zu gewährleisten hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Entlüftungsventil über eine hydraulische Kopplung zwischen Tamperventil und Entlüftungsventil beim Schließen des Tamperventils geöffnet wird und gleichermaßen beim Schließen des Entlüftungsventils das Tamperventil geöffnet wird. Dabei ist das Entlüftungsventil bevorzugt als selbsttätiges oder eigengesteuertes Entlüftungsventil ausgebildet. Über die hydraulische Kopplung sind sowohl Tamperventil als auch Entlüftungsventil mit dem gleichen Hydraulikfluid beaufschlagbar, wodurch vorteilhafterweise lediglich ein Hydraulikkreislauf für Tamperventil und Entlüftungsventil ausreichend ist. Sind sowohl Entlüftungsventil als auch Tamperventil als eigengesteuerte oder selbsttätige Ventile ausgebildet, kann ohne Eingriff eines Bedieners von außen während des Verdichtens des Getränkesubstrats das Tamperventil geschlossen und das Entlüftungsventil offengehalten werden, sodass während des Verdichtens Luft aus der Brühkammer entweichen kann, und nach Abschluss des Verdichtungsvorgangs in der Brühkammer das Tamperventil geöffnet werden kann, wobei gleichzeitig das Entlüftungsventil verschlossen werden kann, sodass in der Brühkammer ein ausreichender Brühdruck aufgebaut werden kann. Nach Aufbrühen des Getränkesubstrats in der Brühkammer und Ausgabe des Getränks kann lediglich anhand der Druckbeaufschlagung des Entlüftungsventils und des Tamperventils mit einem Hydraulikfluid das Tamperventil wieder geschlossen werden und das Entlüftungsventil geöffnet werden, sodass beim Öffnen der Brühkammer Luft in die Brühkammer einströmen kann. Bevorzugt ist das Hydraulikfluid das Brühfluid.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des Verfahrens kann es vorgesehen sein, dass ein Kombinationsventil im Brühkopf angeordnet ist, das als Entlüftungsventil und als Tamperventil ausgebildet ist und bei Erreichen eines Brühdrucks in den Hydraulikzylinder eine verschließbare Fluidverbindung zwischen dem Hydraulikzylinder und dem Tampermittel mittels des Kombinationsventils freigegeben wird und zudem der Luftkanal mittels des Kombinationsventils während der Freigabe der verschließbaren Fluidverbindung verschlossen wird. Mit anderen Worten ist somit lediglich ein einziges Ventil zu steuern, das sowohl den Luftkanal verschließt und freigibt als auch die verschließbare Fluidverbindung zwischen Hydraulikzylinder und Tampermittel verschließt und freigibt. Dabei ist das Kombinationsventil derart im Brühkopf angeordnet und mit Druck beaufschlagbar, dass es beim Befüllen des Hydraulikzylinders jedoch vor Erreichen eines Brühdrucks in dem Hydraulikzylinder den Luftkanal freigibt, sodass während des Verdichtens des Getränkesubstrats Luft aus der Brühkammer entweichen kann, und bei Erreichen eines Brühdrucks im Hydraulikzylinder den Luftkanal verschließt und gleichzeitig die verschließbare Fluidverbindung zwischen Hydraulikzylinder und Tampermittel freigibt, sodass Brühfluid in die Brühkammer einströmen kann. Nach Ausgabe des aufgebrühten Getränks aus der Brühkammer wird der Luftkanal wieder durch das Tamperventil freigegeben und die Fluidverbindung verschlossen, sodass kein weiteres Brühfluid in die Brühkammer einfließen kann und die Brühkammer ohne Auftreten eines Unterdrucks geöffnet werden kann. Somit kann einerseits das Brühfluid vom Hydraulikzylinder aus über das selbsttätige oder eigengesteuerte Kombinationsventil in die Brühkammer gelangen und andererseits auch Luft über das selbsttätige oder eigengesteuerte Kombinationsventil in die Brühkammer einströmen oder aus der Brühkammer ausströmen, sodass zur Steuerung der Bewegung des Tampermittels oder Initiierung des Aufbrühens des Getränkesubstrats sowie Freigabe und Verschluss des Luftkanals lediglich das Brühfluid in einer gewünschten Weise, also bevorzugt mit einer gewünschten Flussrate und einem gewünschten Überdruck zur Verfügung gestellt werden muss.
Vorteilhafte Ausführungen, Beispiele und Aspekte der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der schematischen, lediglich beispielhaften Zeichnungen erläutert. Die Erfindung ist nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt. Die Ausführungsbeispiele sind in den Figuren lediglich schematisch dargestellt. Gleiche Bezugsziffern in den einzelnen Figuren bezeichnen dabei gleiche oder funktionsgleiche bzw. hinsichtlich ihrer Funktion einander entsprechende Elemente.
Im Einzelnen zeigen:

1: einen Schnitt durch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Brüheinheit mit freigegebenem Luftauslasskanal;
2: einen Schnitt durch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Brüheinheit gemäß 1 mit freigegebener Fluidverbindung zwischen Brühfluidzuführung und Brühkammer;
3: einen Schnitt durch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Brüheinheit gemäß 1 mit freigegebenem Lufteinlasskanal;
4: einen Schnitt durch eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Brüheinheit mit Tamperventil und Entlüftungsventil mit Axialdichtung mit freigegebenem Luftauslasskanal;
5: einen Schnitt durch eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Brüheinheit gemäß 3 mit freigegebener Fluidverbindung zwischen Brühfluidzuführung und Brühkammer;
6: einen Schnitt durch eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Brüheinheit gemäß 3 während der Rückstellung des Tampermittels von der Brühposition in die Ausgangsposition;
7: einen Schnitt durch eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Brüheinheit mit einem Kombinationsventil im Zustand der Freigabe des Luftkanals;
8: einen Schnitt durch eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Brüheinheit gemäß 5 in einem Zustand der Freigabe der Brühfluidverbindung zwischen Brühfluidzuführung und Brühkammer;
9: einen Schnitt durch eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Brüheinheit gemäß 7 während der Rückstellung des Tampermittels von der Brühposition in die Ausgangsposition;
10: einen Schnitt durch eine vierte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Brüheinheit mit einem Tamperventil und einem Entlüftungsventil im Zustand der Freigabe des Luftkanals während des Schließens der Brühkammer;
11: einen Schnitt durch eine vierte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Brüheinheit gemäß 10 mit freigegebener Brühfluidverbindung und verschlossenem Luftkanal;
12 einen Schnitt durch eine vierte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Brüheinheit gemäß 10 mit verschlossener Brühfluidverbindung und geöffneten Luftkanal während der Rückstellung des Tampermittels von der Brühposition in die Ausgangsposition;
13 ein Fluidschema einer ersten Ausführungsform einer als Kaffeemaschine ausgebildeten erfindungsgemäßen Getränkezubereitungsvorrichtung,
14 ein Fluidschema einer zweiten Ausführungsform einer als Kaffeemaschine ausgebildeten Getränkezubereitungsvorrichtung.

1 zeigt einen Schnitt durch einen Teil einer Brüheinheit 1. Die Brüheinheit 1 weist einen Brühkopf 5 und eine Brühkammer 2 auf. Die Brüheinheit 1 ist in einem Zustand dargestellt, in dem der Brühkopf 5 gerade teilweise in die Brühkammer 2 eingeführt ist und auf das Getränkesubstrat 15 zubewegt wird, um dieses mittels des Tampermittels 8 zu verdichten. Hierbei könnte es beispielhaft vorgesehen sein, dass die Brühkammer 2 ortsfest an einem hier nicht dargestellten Träger festgelegt ist und der Brühkopf 5 beweglich gegenüber der Brühkammer 2 ausgebildet ist und in Bewegungsrichtung 34 sowie entgegen der Bewegungsrichtung 34 bewegt werden kann. Im Brühkopfgehäuse 5.1 ist fluidleitend nachgeordnet zu einer Brühfluidzuführung 16 ein Hydraulikzylinder 3 ausgebildet, der durch das Brühkopfgehäuse 5.1 sowie eine dynamische Arbeitskolbendichtung 33 ausgebildet ist. Über die Brühfluidzuführung 16 kann Brühfluid in den Hydraulikzylinder 3 gelangen und der Arbeitskolben 31 kann druckbeaufschlagt werden. Der Arbeitskolben 31 ist im Hydraulikzylinder 3 und somit im Brühkopfgehäuse 5.1 gelagert und ist kraftschlüssig mit dem Tampermittel 8 der Infusionsbaugruppe 20 verbunden. Gemäß der dargestellten Ausführungsform sind weitere Bestandteile der Infusionsbaugruppe 20 zumindest das Tamperventil 6, der Brühfluidkanal 12, zwei als Schirmventile ausgebildete Entlüftungsventile 9 und zwei Luftkanäle 10. Des Weiteren ist der 1 zu entnehmen, dass das Getränkesubstrat 15 in die Brühkammer 2, welche im Wesentlichen aus dem Brühkammermantel 2.1 und dem Brühkammerboden 2.2 besteht, aufgenommen ist und unverdichtet vorliegt. In der dargestellten Ausführungsform bildet der Brühkammerboden 2.2 zudem das Gegenstück 14 mit einer Druckfläche 13. Zwischen der Druckfläche 13 und der Anpressoberfläche 18 des Tampermittels 8 wird das Getränkesubstrat 15 verdichtet. Die Wirkung des einströmenden Brühfluids auf die Brüheinheit 1 und deren Brühkopf 5 sowie die vorteilhafte Wirkung der Entlüftungsventile der Brüheinheit 1 werden anhand des Vergleichs der 1, 2 und 3 besser erkennbar, da in 2 die Brüheinheit 1 gemäß der in 1 dargestellten Ausführungsform mit verdichtetem Getränkesubstrat 15 beim Einführen von Brühfluid in die Brühkammer 2 gezeigt ist und in 3 die Brüheinheit 1 gemäß der in 1 dargestellten Ausführungsform nach Beendigung der Zuführung des Brühfluids in die Brühkammer 2 und dem damit verbundenen Druckabfall im Hydraulikzylinder 3 gezeigt ist.
In 1 ist die Brüheinheit 1 während des Verschließens der Brühkammer 2 und des Verdichtens des Getränkesubstrats 15 dargestellt. Der Brühkopf 5 wurde bereits, bevorzugt kraftlos, auf die Brühkammer 2 zubewegt, um den Weg für den Arbeitskolben 31 zu reduzieren und ein Verschließen der Brühkammer 2 zu ermöglichen. Während des Verschließens der Brühkammer 2 und des Verdichtens des Getränkesubstrats 15 ist das erste Entlüftungsventil 10, das als Schirmventil ausgebildet ist, geöffnet, sodass Luft über den als Luftauslasskanal 10.2 ausgebildeten Luftkanal 10 aus der Brühkammer 2 in Richtung des Pfeils B austreten kann. Die in der Brühkammer 2 während der Linearbewegung des Tampermittels 8 in Richtung des Getränkesubstrats 15 und während des Verdichtens des Getränkesubstrats 15 komprimierte Luft kann über den Luftauslasskanal 10.2 die Brühkammer verlassen und über das geöffnete zweite Entlüftungsventil 9.2 aus der Infusionsbaugruppe 20 austreten. Das als Schirmventil ausgebildete zweite Entlüftungsventil 9.2 ist derart ausgebildet, dass es bei Anliegen eines bestimmten Drucks von einer geschlossenen in eine geöffnete Stellung wechselt und somit das Austreten von Luft ermöglicht. 2 zeigt demgegenüber einen Zustand der Brüheinheit 1, indem der Arbeitskolben 31 von der Ausgangsposition in die Brühposition überführt wurde und auch das Tampermittel 8 von der Ausgangsposition in die Brühposition überführt wurde, was lediglich dadurch erfolgte, dass Brühfluid über die Brühfluidzuführung 16 unter Druck in Richtung des Pfeils A in die Brüheinheit 1, insbesondere in den Brühkopf 5, eingeleitet wurde. Denn dadurch wurde im Hydraulikzylinder 3 ein Innendruck aufgebaut. Der Innendruck führt dazu, dass der Arbeitskolben 31 verschoben und das Tampermittel 8 am Getränkesubstrat 15 mit einer Anpressoberfläche 18 zur Anlage gebracht wird, sodass das Getränkesubstrat 15 zwischen Anpressoberfläche 18 des Tampermittels 8 und Druckfläche 13 des Gegenstücks 14 verdichtet wird. Bei einem weiterem Anstieg des Innendrucks, verursacht durch weiter einfließendes oder weiter eingepresstes Brühfluid über die Brühfluidzuführung 16 in den Brühkopf 5, öffnet schließlich das selbsttätige oder eigengesteuerte Tamperventil 6 und gibt einen Brühfluidkanal 12 frei, der mit dem Hydraulikzylinder 3 fluidleitend in Verbindung steht und im Tampermittel 8 in eine Brühfluidauslassöffnung mündet. Sobald der Brühdruck im Hydraulikzylinder 3 erreicht ist und es zu einer Öffnung des Tamperventils 6 kommt, hat auch das Tampermittel 8 seine Brühposition erreicht. Durch das druckbeaufschlagte Eindringen des Brühfluids in Richtung der Pfeile A in die Brühkammer 2 über den Brühfluidkanal 12 und die Brühfluidauslassöffnung durchströmt das Brühfluid das verdichtete Getränkesubstrat 15 und kann am hier nicht dargestellten Cremaventil 22 aus der Brühkammer 2 in Form des gewünschten Getränks, beispielsweise eines Kaffees, austreten und über den Kaffeeauslauf 23 in ein hier nicht dargestelltes Trinkgefäß gelangen. 2 ist dabei zu entnehmen, dass während des Zuführens von Brühfluid in die Brühkammer 2 kein Luftaustausch zwischen Brühkammer 2 und Umgebung erfolgt, da die Entlüftungsventile 9.1 und 9.2 geschlossen sind.
Sobald der Brühdruck im Hydraulikzylinder 3 nicht mehr gehalten oder überschritten wird, beispielsweise dadurch, dass kein Brühfluid durch die Brühfluidzuführung 16 nachgefördert wird, schließt das Tamperventil 6 selbsttätig wieder und es kann kein weiteres Brühfluid mehr in den Brühfluidkanal 12 gelangen. Wird anschließend noch eine Drainage des Hydraulikzylinders 3 verursacht, z.B. über ein hier nicht dargestelltes Drainageventil, so wird die Kraftbeaufschlagung des Arbeitskolbens 31 aufgehoben oder reduziert und gleichzeitig der Arbeitskolben 31 mit dem daran angeordneten Tampermittel 8 aus der Brühposition zurück in die Ausgangsposition überführt, wie in 3 dargestellt. Zudem kann nach Beendigung des Brühvorgangs der Brühkopf 5 entgegen der Bewegungsrichtung 34 bevorzugt kraftlos von der Brühkammer 2 wegbewegt werden, um die Brühkammer 2 für die nächste Befüllung zu öffnen. 3 ist zu entnehmen, dass während der Öffnung der Brühkammer 2 und des Rückzugs des Arbeitskolbens 31 und der daran angeordneten Infusionsbaugruppe 20 und des Tampermittels 8 das erste Entlüftungsventil 9.1 einen als Lufteinlasskanal 10.1 ausgebildeten Luftkanal freigibt, und dadurch ein Einströmen von Luft in die Brühkammer 2 in Richtung der Pfeile B ermöglicht. Durch dieses Einströmen von Luft in die Brühkammer 2 während des Öffnungsvorgangs kann ein Unterdruck in der Brühkammer 2 vermieden und somit der Kraftaufwand zur Öffnung reduziert werden.
Grundsätzlich soll zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen im Hinblick auf die Merkmale, Eigenschaften und Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung auf die obige Beschreibung der ersten Ausführungsform Bezug genommen werden, und die weiteren Ausführungsformen im Wesentlichen anhand ihrer Unterscheidungsmerkmale zur ersten Ausführungsform beschrieben werden. Dies bedeutet, dass die vier gezeigten Ausführungsformen im Wesentlichen auf dem gleichen Grundgedanken der Erfindung beruhen und gleiche Bezugsziffern in den einzelnen Figuren gleiche oder funktionsgleiche bzw. hinsichtlich ihrer Funktion einander entsprechende Elemente bezeichnen. Insbesondere die Pfeile A bezeichnen grundsätzlich die Strömungsrichtung des Brühfluids 12 und die Pfeile B die Strömungsrichtung der aus der Brühkammer 2 austretenden oder in die Brühkammer 2 eintretenden Luft.
Die 4 bis 6 zeigen einen Teil einer Brüheinheit 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform. Hier weist die Infusionsbaugruppe 20 des Brühkopfes 5 neben dem Tamperventil 6 ein Entlüftungsventil 9, das als Entlüftungsventil 9 mit einer Axialdichtung 17 ausgebildet ist, auf. Das Getränk kann über ein am Brühkammerboden 2.2 angeordnetes, hier nicht dargestelltes Cremaventil 22 aus der Brüheinheit 1 ausgelassen und über den Kaffeeauslauf 23 in ein Trinkgefäß überführt werden. Es ist zu erkennen, dass das Gegenstück 14 und das Tampermittel 8 derart zueinander ausgerichtet sind, dass sie mittels einer Linearbewegung aufeinander zu bewegbar sind und wie im hier gezeigten Ausführungsbeispiel die Rotationsachsen von Gegenstück 14 und Tampermittel 8 zusammenfallen. Das Getränkesubstrat 15 wurde durch die Öffnung der Brühkammer 2 in die Brühkammer 2 eingebracht. Zur Bewegung des Brühkopfes 5 in Richtung der Brühkammer 2 in Bewegungsrichtung 34 ist es denkbar, dass die Brühkammer 2 ortsfest an einem hier nicht dargestellten Rahmen oder Träger festgelegt ist und der Brühkopf 5 beweglich gegenüber dem Träger ausgebildet ist und der Brühkopf 5 mittels einer hier nicht dargestellten Antriebs- oder Verstelleinrichtung in Bewegungsrichtung 34 sowie entgegen der Bewegungsrichtung 34 gegenüber dem hier nicht dargestellten Träger bewegt werden kann. Der Arbeitskolben 31 ist kraftschlüssig mit dem Tampermittel 8 und der Infusionsbaugruppe 20 verbunden. Die Infusionsbaugruppe 20 weist wie schon in der ersten Ausführungsform zumindest ein Tamperventil 6, einen Brühfluidkanal 12, ein Tampermittel 8, eine Fluidauslassöffnung 11 und ein Entlüftungsventil 9 auf. Im Unterschied zur ersten Ausführungsform ist das Entlüftungsventil 9 als Ventil mit einer Axialdichtung 17 ausgebildet. Im hinteren Bereich des Brühkopfes 15 kann fluidleitend nachgeordnet zu einer Brühfluidzuführung 16 ein Hydraulikzylinder 3 ausgebildet sein, der durch Teile des Brühkopfgehäuses 5.1 ausgebildet wird. Im Brühkopfgehäuse 5.1 ist ein Arbeitskolben 31 gelagert, der teilweise durch eine Arbeitskolbendichtung 33 gebildet wird und kraftschlüssig mit dem Tampermittel 8 der Infusionsbaugruppe 20 verbunden ist. In 4 ist der Zustand der Brüheinheit 1 dargestellt, in der das Tampermittel 8 von einer Ausgangsposition in eine Brühposition überführt wird. Die Brühkammer 2 ist bereits durch Teile des Brühkopfes 5, insbesondere die Infusionsbaugruppe 20 und das Tampermittel 8, verschlossen, während das Tampermittel 8 jedoch noch nicht am Getränkesubstrat 15 zur Anlage gekommen ist. Die Überführung des Arbeitskolbens 33 und somit des daran kraftschlüssig angeordneten Tampermittels 8 in die Brühposition kann gemäß der gezeigten Ausführungsform lediglich dadurch erfolgen, dass Brühfluid über die Brühfluidzuführung 16 unter Druck in die Brüheinheit 1, insbesondere das Brühkopfgehäuse 5.1, in Richtung des Pfeils A eingeleitet wird. Denn dadurch wird im Hydraulikzylinder 3 ein Innendruck aufgebaut. Dieser Innendruck führt dazu, dass der Arbeitskolben 31 das Tampermittel 8 über die Öffnung der Brühkammer 2 erst in die Brühkammer 2 einführt und dann durch eine Linearbewegung entlang des Brühkammermantels 2.1 am Getränkesubstrat 15 zur Anlage bringt. Der auf den Arbeitskolben 31 aufgrund des Innendrucks im Hydraulikzylinder 3 wirkende Druck wird mittels des Tampermittels 8 auf das Getränkesubstrat 15 übertragen, sodass dieses zwischen der Anpressoberfläche 18 des Tampermittels 8 und der Druckfläche 13 des Gegenstücks 14 verdichtet wird. Es ist zu erkennen, dass das Gegenstück 14 durch den Brühkammerboden 2.2 ausgebildet ist. Während der Linearbewegung des Tampermittels 8 entlang des Brühkammermantels 2.1 ist das Entlüftungsventil 9, wie in 3 gezeigt, geöffnet, so dass Luft in Richtung der Pfeile B aus der Brühkammer 2 über den Luftkanal 10 ausströmen kann. Der Luftkanal 10 ist als Lufteinlasskanal und Luftauslasskanal ausgebildet, d. h. über den Luftkanal 10 kann sowohl Luft aus der Brühkammer 2 als auch in die Brühkammer 2 strömen. Bei weiterem Ansteigen des Innendrucks im Hydraulikzylinder 3, verursacht durch weiter eingepresstes Brühfluid, öffnet schließlich das selbsttätige oder eigengesteuerte Tamperventil 6, wie es in 5 dargestellt ist und gibt den Brühfluidkanal 12 frei, der mit dem Hydraulikzylinder 3 fluidleitend in Verbindung steht und in eine Brühfluidauslassöffnung im Tampermittel 8 mündet. Nach Freigabe des Brühfluidkanals 12 kann Brühfluid entlang der Pfeile A in die Brühkammer 2 einströmen. Gleichzeitig wird der Luftaustritt aus der Brühkammer 2 über den Luftkanal 10, der als Luftauslasskanal ausgebildet ist, blockiert. Sobald der Brühdruck im Hydraulikzylinder 3 nicht mehr gehalten oder überschritten wird, beispielsweise dadurch, dass kein Brühfluid mehr durch die Brühfluidzuführung 16 nachgefördert wird, schließt das Tamperventil 6, wie in 6 gezeigt, selbsttätig wieder und es kann kein weiteres Brühfluid in den Brühfluidkanal 12 gelangen. Falls im Anschluss eine Drainage des Hydraulikzylinders 3 durchgeführt wird, kann der Arbeitskolben 31 und somit auch das Tampermittel 8 zurück in die Ausgangsposition überführt werden, indem der Arbeitskolben 33 vom Gegenstück 14 entgegen der Bewegungsrichtung 34 wegbewegt wird, bevorzugt bis wieder die Ausgangsposition des Tampermittels 8 gegenüber der Brühkammer 2 erreicht ist. Gleichzeitig oder alternativ kurz vor oder nach einer Drainage des Hydraulikzylinders 3 kann wiederum eine mechanische und bevorzugt automatische Öffnung der Brühkammer 2 einsetzen, indem der Brühkopf 5 entgegen der Bewegungsrichtung 34 von der Brühkammer 2 wegbewegt wird und somit die Öffnung der Brühkammer 2 freigegeben wird.
Die 7, 8 und 9 zeigen eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Brüheinheit 1. 7 zeigt die dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Brüheinheit 1 während des Schließens der Brühkammer 2 und des Verdichtens des Getränkesubstrats 15. 8 zeigt die Brüheinheit 1 gemäß dritter Ausführungsform mit dem Tampermittel 8 in Brühposition und 9 zeigt die Brüheinheit 1 während des Öffnens der Brühkammer 2 und des Überführens des Tampermittels 8 in die Ausgangsposition. Zur näheren Erläuterung der Funktionsweise des Tamperventils 6 und der Druckbeaufschlagung des Arbeitskolbens 31 mit Brühfluid wird auf die Ausführungen zu den 1 bis 6 verwiesen, da sowohl die Funktionsweise als auch der Aufbau des Arbeitskolbens 31, der Infusionsbaugruppe 20 und des Tampermittels 8 sowie der Brühkammer 2 im Wesentlichen identisch sind. Im Unterschied zur ersten und zweiten Ausführungsform ist in der in den 7, 8 und 9 dargestellten dritten Ausführungsform ein Kombinationsventil 91 an der Infusionsbaugruppe 20 angeordnet. Es ist zu erkennen, dass das Kombinationsventil 91 den Brühfluidkanal 12 während einer Linearbewegung des Tampermittels 8 auf das Getränkesubstrat 15 zu zur Verdichtung des Getränkesubstrats 15, wie in 7 gezeigt, verschließt und gleichzeitig einen Luftkanal 10 freigibt, durch den während des Verdichtungsvorgangs komprimierte Luft aus der Brühkammer 2 in Richtung der Pfeile B austreten kann. Nach Erreichen der Brühposition des Tampermittels 8 und bei Erreichen eines Brühdrucks im Hydraulikzylinder 3 öffnet das Kombinationsventil 91 selbsttätig und gibt den Brühfluidkanal 12 frei, sodass Brühfluid in die Brühkammer 2 in Richtung der Pfeile A einströmen kann. Mit Freigabe des Brühfluidkanals verschließt das Kombinationsventil 91 den Luftkanal 10, sodass keine weitere Luft aus der Brühkammer 2 austreten kann. Infolge des Druckaufbaus durch das Einströmen des Brühfluids in die Brühkammer 2 öffnet ein hier nicht dargestelltes Cremaventil 22, welches bevorzugt am Brühkammerboden 2.2 angeordnet ist, und das zuzubereitende Getränk verlässt die Brühkammer 2 durch das Cremaventil 22. Das derart zubereitete Getränk kann durch den Kaffeeauslauf 23 in ein Trinkgefäß geleitet werden. Fällt der Druck im Hydraulikzylinder 3 wieder ab oder wird kein weiteres Brühfluid nachgefördert, verschließt das Kombinationsventil 91 wieder den Brühfluidkanal 12 und gibt gleichzeitig den Luftkanal 10 frei, sodass während des Öffnens der Brühkammer 2 und des Rückführens des Tampermittels 8 in eine Ausgangsposition Luft in die Brühkammer 2 einströmen kann. Dadurch bildet sich in der Brühkammer 2 während des Öffnens der Brühkammer 2 kein Unterdruck und der ausgelaugte Trester wird nicht zerstört und kann somit in einfacher Art und Weise aus der Brühkammer 2 entfernt werden.
Den 10, 11 und 12 ist ein Schnitt durch einen Teil einer Brüheinheit 1 gemäß einer vierten Ausführungsform zu entnehmen, wobei in 10 die Brühkammer 2 bereits verschlossen und das Tampermittel 8 auf das noch unverdichtete Getränkesubstrat 15 zubewegt wird, wohingegen in 11 das Tampermittel 8 bereits die Brühposition erreicht hat und das Getränkesubstrat verdichtet ist. 12 zeigt die Brüheinheit 1 in einem Zustand nach dem Aufbrühen des Getränkesubstrats 15, in welchem die Brühkammer 2 geöffnet und das Tampermittel 8 von der Brühposition in die Ausgangsposition zurückgeführt wird. Um Wiederholungen zu vermeiden, wird zur Funktionsweise des Hydraulikzylinder 3, des Arbeitskolbens 31 und des Tamperventils 6 auf die voranstehenden Ausführungen zur ersten und zweiten Ausführungsform verwiesen. Im Unterschied zu den voranstehenden Ausführungsformen ist in den 10 bis 12 gemäß der vierten Ausführungsform ein mit Brühfluid druckbeaufschlagbares Entlüftungsventil 9 in der Infusionsbaugruppe 20 angeordnet. Beim Verschließen der Brühkammer 2 und Verdichten des Getränkesubstrats 15 befindet sich das Entlüftungsventil 9 in einer offenen Stellung und lässt einen Luftaustritt durch den Luftkanal 10 aus der Brühkammer 2 in Richtung der Pfeile B zu. Bei Erreichen eines ausreichenden Brühdrucks im Hydraulikzylinder 3 öffnet, wie bereits voranstehend zur ersten und zweiten Ausführungsform erläutert, das Tamperventil 6 und gibt den Brühfluidkanal 12 derart frei, dass Brühfluid vom Hydraulikzylinder 3 in die Brühkammer 2 in Richtung der Pfeile A einströmen kann. Der 11 ist zu entnehmen, dass das Tamperventil 6 und das Entlüftungsventil 9 gemäß der vierten Ausführungsform derart hydraulisch gekoppelt sind, dass bei Erreichen eines ausreichenden Brühdrucks im Hydraulikzylinder 3 nicht nur das Tamperventil 6 öffnet, sondern auch das ebenfalls mit Brühfluid druckbeaufschlagte Entlüftungsventil 9 den Luftkanal 10 verschließt, sodass keine weitere Luft aus der Brühkammer 2 austreten kann. Hierzu ist das Entlüftungsventil 9 brühfluidleitend mit dem Hydraulikzylinder 3 verbunden. Nach Ausgabe des gewünschten Getränks über das Cremaventil 22 aus der Brühkammer 2 und Druckabfall im Hydraulikzylinder 3 verschließt das Tamperventil 6 den Brühfluidkanal 12 wieder und das Entlüftungsventil 9 kehrt in die Offenstellung zurück, wodurch wieder Luft aus der Brühkammer 2 austreten oder in die Brühkammer 2 eintreten kann. Insbesondere beim Öffnungsvorgang der Brühkammer 2 beim Überführens des Tampermittels 8 von der Brühposition in die Ausgangsposition wie es in 12 dargestellt ist, strömt durch den Luftkanal 10 vorteilhafterweise Luft in Richtung der Pfeile B in die Brühkammer 2 ein und verhindert die Bildung eines Unterdrucks in der Brühkammer 2. Den 10 bis 12 ist des Weiteren zu entnehmen, dass sowohl das Tamperventil 6 als auch das Entlüftungsventil 9 als selbsttätige oder eigengesteuerte Ventile ausgebildet sind, die keinen Eingriff von außen oder eine weitere Steuerung erfordern.
In den 13 und 14 ist jeweils ein Fluidsystem einer als Kaffeemaschine ausgebildeten erfindungsgemäßen Getränkezubereitungsvorrichtung mit einer erfindungsgemäßen Brüheinheit 1 gezeigt. Die Getränkezubereitungsvorrichtung umfasst ein Brühfluidversorgungsmittel 101, hier in Form eines nachfüllbaren Wassertanks, der zum Wiederauffüllen entnehmbar angeordnet sein kann. Zusätzlich oder alternativ kann die Getränkezubereitungsvorrichtung mit einem Anschluss zum Anschließen an eine Festwasseranschlussleitung versehen sein. Das Brühfluidversorgungsmittel 101 umfasst in dem konkreten Ausführungsbeispiel ein Kopplungsventil 102, umfassend eine Rückschlagventilanordnung, um eine Entnahme des Wassertanks zu Reinigungs- und Wiederbefüllzwecken zu ermöglichen. Von dem Brühfluidversorgungsmittel 101 führt eine Brühfluidversorgungsleitung zu einem Fördermittel 105, hier in Form einer Pumpe, wobei die bei geöffneter Sperreinrichtung 104, hier in der Form eines Absperrschiebers ausgebildet, vom Brühfluidversorgungsmittel 101 zur Heizeinrichtung 107 geförderte Brühfluidmenge mittels eines Durchflussmessers 103 erfasst wird.
In Strömungsrichtung des Brühfluids nach der Heizeinrichtung 107, mit der das Brühfluid, je nach Bedarf auf eine Brühtemperatur oder alternativ auf über 100°C erhitzbar ist, ist die Brüheinheit 1 angeordnet, welcher das erhitzte Brühfluid über eine Fluidverbindung zugeführt wird und in welcher gemahlenes Getränkesubstrat 15, insbesondere Kaffeemehl, zur Bereitstellung eines Getränks in einem Trinkgefäß 108 ausgelaugt wird. Den 13 und 14 ist zu entnehmen, dass aufgrund der vorteilhaften Verwendung von Brühfluid als Hydraulikfluid eine Fluidverbindung von der Heizeinrichtung 107 zur Brühlkammer 1 ausreichend ist. Der detaillierte Aufbau und die Funktionsweise einer erfindungsgemäßen einen Brühkopf 5 und eine Brühkammer 2 aufweisenden Brüheinheit 1 kann den 1 bis 12 entnommen werden.
Die im Folgenden als Restwasser bezeichnete Brühfluidmenge, welche der Brüheinheit 1 zugeführt, jedoch nicht zur Zubereitung des Getränks, sondern beispielsweise zur Füllung eines hier nicht dargestellten Hydraulikzylinders und/oder zur Druckbeaufschlagung eines hier nicht dargestellten Entlüftungsventils und/oder zur Druckbeaufschlagung eines hier nicht dargestellten Tamperventils benötigt wird, kann im Anschluss an die Getränkezubereitung aus der Brüheinheit 1 abgezogen werden. Der Abzug des Restwassers wird mittels der hier als Drainageventil ausgebildeten Ventileinheit 106 gesteuert. So kann beispielsweise im Anschluss an einen Brühvorgang zur Rückstellung des hier nicht dargestellten Tampermittels ein Hydraulikzylinder entleert und über das Drainageventil 106 das Restwasser abgeführt werden. Im Unterschied zu der in 13 gezeigten Ausführungsform, gemäß welcher das Restwasser einem als Tropfschale ausgebildeten Restwasserbehälter 109 zugeführt wird, kann das Restwasser gemäß der in 14 gezeigten Ausführungsform in das Brühfluidversorgungsmittel 101 rückgeführt werden. Aufgrund der erfindungsgemäßen Gestaltung der Brüheinheit kommt der Anteil des Brühfluids, welcher nicht zur Zubereitung des Getränks in die Brühkammer 2 eingeleitet wird, sondern beispielsweise zur Füllung eines hier nicht dargestellten Hydraulikzylinders und/oder zur Druckbeaufschlagung eines hier nicht dargestellten Entlüftungsventils und/oder zur Druckbeaufschlagung eines hier nicht dargestellten Tamperventils verwendet wird, nicht mit dem Getränkesubstrat 15 in Kontakt und kann daher innerhalb der Getränkezubereitungsvorrichtung beispielsweise zur Getränkezubereitung weiterverwendet werden. Dies hat den Vorteil, dass weniger Brühfluid aus der Getränkezubereitungsvorrichtung weitestgehend ungenutzt entsorgt werden muss und das Brühfluidversorgungsmittel 101 wesentlich seltener nachzufüllen ist, wodurch der Brühfluidverbrauch deutlich reduziert werden kann.
Bezugszeichenliste

1: Brüheinheit
2: Brühkammer
2.1: Brühkammermantel
2.2: Brühkammerboden
3: Hydraulikzylinder
5: Brühkopf
5.1: Brühkopfgehäuse
6: Tamperventil
8: Tampermittel
9: Entlüftungsventil
9.1: erstes Entlüftungsventil
9.2: zweites Entlüftungsventil
10: Luftkanal
10.1: Lufteinlasskanal
10.2: Luftauslasskanal
12: Brühfluidkanal
13: Druckfläche
14: Gegenstück
15: Getränkesubstrat
16: Brühfluidzuführung
17: Axialdichtung
18: Anpressoberfläche
20: Infusionsbaugruppe
22: Cremaventil
23: Kaffeeauslauf
31: Arbeitskolben
33: Arbeitskolbendichtung
34: Bewegungsrichtung
91: Kombinationsventil
101: Brühfluidversorgungsmittel
102: Kopplungsventil
103: Durchflussmesseinrichtung
104: Sperreinrichtung
105: Pumpe
106: Ventileinheit
107: Heizeinrichtung
108: Trinkgefäß
109: Restwassergefäß

Claims

Brüheinheit (1) für eine Getränkezubereitungsvorrichtung, insbesondere eine Kaffee- und/oder Espressomaschine, mit einer Brühkammer (2), die zur Aufnahme eines Getränkesubstrats (15), insbesondere gemahlenen Kaffeepulvers, über eine Öffnung der Brühkammer (2) eingerichtet ist und einen, bevorzugt der Öffnung gegenüberliegenden, Brühkammerboden (2.2) und einen an den Brühkammerboden (2.2) angrenzenden, bevorzugt zylindrischen, insbesondere die Öffnung begrenzenden, Brühkammermantel (2.1) aufweist, sowie mit einem Brühkopf (5), der ein Tampermittel (8) zum Verdichten des Getränkesubstrats (15) aufweist, das beweglich gegenüber der Brühkammer (2) gelagert ist und in einer Brühposition zumindest teilweise in die Brühkammer (2) eingeführt ist, wobei beim Einführen des Tampermittels (8) in die Brühkammer (2) eine Linearbewegung des Tampermittels (8) entlang des Brühkammermantels (2.1) eine Verdichtung des Getränkesubstrats (15) zwischen einer Anpressoberfläche (18) des Tampermittels (8) und einer Druckfläche (13) eines Gegenstücks (14) bewirkt, dadurch gekennzeichnet, dass der Brühkopf (5) zumindest einen verschließbaren Luftkanal (10) aufweist und die Brühkammer (2) luftleitend mit dem zumindest einen Luftkanal (10) verbunden ist, und zumindest ein druckbeaufschlagbares Entlüftungsventil (9) im Brühkopf (5) so angeordnet ist, dass das zumindest eine Entlüftungsventil (9) bei einer Linearbewegung des Tampermittels (8) den zumindest einen verschließbaren Luftkanal (10) freigibt, so dass im geöffneten Zustand des zumindest einen Entlüftungsventils (9) Luft in die Brühkammer (2) eintreten oder aus der Brühkammer (2)austreten kann, und das zumindest eine Entlüftungsventil (9) den zumindest einen Luftkanal (10) bei Erreichen der Brühposition des Tampermittels (8) verschließt.
Brüheinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Brühkopf (5) einen verschließbaren Luftkanal (10) aufweist, der als Luftauslasskanal (10.2) und Lufteinlasskanal (10.1) ausgebildet ist, und die Brühkammer (2) luftleitend mit dem Luftkanal (10) verbunden ist, und ein druckbeaufschlagbares Entlüftungsventil (9) im Brühkopf (5) so angeordnet ist, dass das Entlüftungsventil (9) bei einer Linearbewegung des Tampermittels (8) den verschließbaren Luftkanal (10) freigibt, so dass im geöffneten Zustand des Entlüftungsventils (9) Luft in die Brühkammer (2) eintreten oder aus der Brühkammer (2) austreten kann, und das Entlüftungsventil (9) den Luftkanal (10) bei Erreichen der Brühposition des Tampermittels (8) verschließt.
Brüheinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei verschließbare Luftkanäle (10) im Brühkopf (5) angeordnet sind, wobei ein erster Luftkanal (10) als verschließbarer Lufteinlasskanal (10.1) und ein zweiter Luftkanal (10) als verschließbarer Luftauslasskanal (10.2) ausgebildet ist, und die Brühkammer (2) luftleitend mit dem Lufteinlasskanal (10.1) und dem Luftauslasskanal (10.2) verbunden ist, und ein erstes druckbeaufschlagbares Entlüftungsventil (9.1) im Brühkopf (5) so angeordnet ist, dass das erste Entlüftungsventil (9.1) bei einer Linearbewegung des Tampermittels (8) den verschließbaren Lufteinlasskanal (10.1) freigibt, und ein zweites druckbeaufschlagbares Entlüftungsventil (9.2) im Brühkopf (5) so angeordnet ist, dass das zweite Entlüftungsventil (9.2) bei einer Linearbewegung des Tampermittels (8) den verschließbaren Luftauslasskanal (10.2) freigibt, so dass im geöffneten Zustand des ersten Entlüftungsventils (9.1) Luft in die Brühkammer (2) eintreten und im geöffneten Zustand des zweiten Enlüftungsventils (9.2) Luft aus der Brühkammer (2) austreten kann, wobei bei Erreichen der Brühposition des Tampermittels (8) das erste Entlüftungsventil (9.2) den Lufteinlasskanal (10.1) und das zweite Entlüftungsventil (9.2) den Luftauslasskanal (10.2) verschließt.
Brüheinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Entlüftungsventil (9.2) bei einer Linearbewegung des Tampermittels (8) von einer Ausgangsposition des Tampermittels (8) in die Brühposition des Tampermittels (8) den Luftauslasskanal (10.2) freigibt und das erste Entlüftungsventil (9.1) bei einer Linearbewegung des Tampermittels (8) von der Brühposition des Tampermittels (8) in die Ausgangsposition des Tampermittels (8) den Lufteinlasskanal (10.1) freigibt.
Brüheinheit nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Entlüftungsventil (9.1) und/oder das zweite Entlüftungsventil (9.2) in der Art eines Schirmventils ausgebildet ist.
Brüheinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Brühkopf (5) einen verschließbaren Luftkanal (10) aufweist, der als Luftauslasskanal (10.2) ausgebildet ist, und die Brühkammer (2) luftleitend mit dem Luftkanal (10) verbunden ist, und ein druckbeaufschlagbares Entlüftungsventil (9) im Brühkopf (5) so angeordnet ist, dass das Entlüftungsventil (9) bei einer Linearbewegung des Tampermittels (8) von einer Ausgangsposition des Tampermittels (8) in die Brühposition des Tampermittels (8) den verschließbaren Luftkanal (10) freigibt, so dass im geöffneten Zustand des Entlüftungsventils (9) Luft aus der Brühkammer (2) austreten kann, wobei bei Erreichen der Brühposition des Tampermittels (8) das Entlüftungsventil (9) den Luftkanal (10) verschließt.
Brüheinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Entlüftungsventil (9) eine Axialdichtung (17) aufweist, die den Luftkanal (10) bei Erreichen der Brühposition des Tampermittels (8) verschließt.
Brüheinheit nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Entlüftungsventil (9) mit Brühfluid druckbeaufschlagbar ist und im Brühkopf (5) so angeordnet ist, dass es beim Erreichen eines Brühdrucks des Brühfluids im Brühkopf (5) den Luftkanal (10) verschließt.
Brüheinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Hydraulikzylinder (3) des Brühkopfes (5) fluidleitend mit einer Fluidzuführung verbunden ist, dessen Arbeitskolben (31) so mit dem Tampermittel (8) verbunden ist, dass ein Füllen des Hydraulikzylinders (3) mit Fluid eine Bewegung des Tampermittels (8) in Richtung des Gegenstücks (14) bewirkt und das Tampermittel (8) über die Anpressoberfläche (10) einen Tamper-Druck auf das Getränkesubstrat (15) aufbringt.
Brüheinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Tampermittel (8) brühfluidleitend mit einer Brühfluidzuführung (16) verbunden ist, wobei der Hydraulikzylinder (3) des Brühkopfes (5) ebenfalls brühfluidleitend mit der Brühfluidzuführung (16) verbunden ist, dessen Arbeitskolben (31) so mit dem Tampermittel (8) verbunden ist, dass ein Füllen des Hydraulikzylinders (3) mit Brühfluid eine Bewegung des Tampermittels (8) in Richtung des Gegenstücks (14) bewirkt und das Tampermittel (8) über die Anpressoberfläche (10) einen Tamper-Druck auf das Getränkesubstrat (15) aufbringt, und der Hydraulikzylinder (3) fluidleitend zwischen der Brühfluidzuführung (16) und dem Tampermittel (8) angeordnet ist, und ein selbsttätiges oder eigengesteuertes Tamperventil (6), das bevorzugt als Überdruckventil ausgebildet ist, am Übergang zwischen dem Tampermittel (8) und dem Hydraulikzylinder (3) so angeordnet ist, dass es beim Erreichen eines Brühdrucks in dem Hydraulikzylinder (3) eine verschließbare Fluidverbindung zwischen dem Hydraulikzylinder (3) und dem Tampermittel (8) freigibt, so dass im geöffneten Zustand des Tamperventils (6) das Brühfuid aus dem Hydraulikzylinder (3) in die Brühkammer (2) fließen kann, und das Tamperventil (6) den Abfluss des Brühfluids (4) in die Brühkammer (2) reguliert und derart dimensioniert und ausgestaltet ist, dass unabhängig von der Menge des Getränkesubstrats (15) in der Brühkammer (2) ein konstanter Tamper-Druck auf das Getränkesubstrat (15) aufbringbar ist.
Brüheinheit nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Entlüftungsventil (9) mit dem Tamperventil (6) hydraulisch gekoppelt ist, so dass bei geschlossenem Tamperventil (6) das Entlüftungsventil (9) geöffnet ist.
Brüheinheit nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass im Brühkopf (5) ein Kombinationsventil (91), das als Entlüftungsventil (9) und als Tamperventil (6) ausgebildet ist, derart angeordnet ist, dass es beim Erreichen eines Brühdrucks in dem Hydraulikzylinder (3) eine verschließbare Brühfluidverbindung zwischen dem Hydraulikzylinder (3) und dem Tampermittel (8) freigibt und den Luftkanal (10) verschließt.
Brüheinheit nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Brühkopf (5) eine Luftwechselöffnung aufweist und die Brühkammer (2) luftleitend mittels des Luftkanals (10) mit der Luftwechselöffnung verbunden ist.
Brüheinheit nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine luftdurchlässige Membran am Übergang zwischen Tampermittel (8) und Luftkanal (10) angeordnet ist.
Getränkezubereitungsvorrichtung, insbesondere eine Kaffee- und/oder Espressomaschine, aufweisend einen Wassertank, eine Durchflussmesseinheit, eine Pumpeinheit und eine Heizeinheit sowie eine Brüheinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14.
Verfahren zum Betrieb einer Brüheinheit (1) für eine Getränkezubereitungsvorrichtung, insbesondere eine Kaffee- und/oder Espressomaschine, wobei die Brühkammer (2), die zur Aufnahme eines Getränkesubstrats (15), insbesondere gemahlenem Kaffeepulver, über eine Öffnung der Brühkammer (2) eingerichtet ist und einen, bevorzugt der Öffnung gegenüberliegenden, Brühkammerboden (2.2) und einen an den Brühkammerboden (2.2) angrenzenden, bevorzugt zylindrischen, insbesondere die Öffnung begrenzenden, Brühkammermantel (2.1) aufweist, in einer Beladestellung mit Getränkesubstrat (15) beladen wird, und wobei nach Beladung der Brühkammer (2) und Überführung der Brühkammer (2) in eine Offenstellung das Getränkesubstrat (15) in der Brühkammer (2) mittels eines Tampermittels (8) verdichtet wird, wobei beim Vorhandensein einer Mindestmenge an Getränkesubstrat (15) in der Brühkammer (2) beim Einführen des Tampermittels (8) in die Brühkammer (2) in Richtung des Brühkammerbodens (2.2) eine Anpressoberfläche (10) des Tampermittels (8) mit dem Getränkesubstrat (15) in Kontakt gebracht wird und über die Anpressoberfläche (10) ein Tamper-Druck auf das Getränkesubstrat (15) aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Brühkopf (5) zumindest einen verschließbaren Luftkanal (10) aufweist und die Brühkammer luftleitend mit dem zumindest einen Luftkanal (10) verbunden ist, und durch Öffnen zumindest eines druckbeaufschlagbaren Entlüftungsventils (9) im Brühkopf (5) bei einer Linearbewegung des Tampermittels (8) zumindest ein verschließbarer Luftkanal (10) freigegeben wird, und im geöffneten Zustand des zumindest einen Entlüftungsventils (9) Luft in die Brühkammer (2) eintreten oder aus der Brühkammer (2) austreten kann, und bei Erreichen der Brühposition des Tampermittels (8) der zumindest eine Luftkanal (10) durch Schließen des zumindest einen Entlüftungsventils (9) verschlossen wird.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass zwei verschließbare Luftkanäle im Brühkopf (5) angeordnet sind, wobei ein erster Luftkanal (10) als verschließbarer Lufteinlasskanal (10.1) und ein zweiter Luftkanal (10) als verschließbarer Luftauslasskanal (10.2) ausgebildet ist, und die Brühkammer luftleitend mit dem Lufteinlasskanal (10.1) und dem Luftauslasskanal (10.2) verbunden ist, und bei einer Linearbewegung des Tampermittels (8) durch Öffnen des ersten druckbeaufschlagbaren Entlüftungsventil (9.1) der verschließbare Lufteinlasskanal (10.1) freigegeben wird, und bei einer Linearbewegung des Tampermittels (8) durch Öffnen des zweiten druckbeaufschlagbaren Entlüftungsventils (9.2) der verschließbare Luftauslasskanal (10.2) freigegeben wird, so dass im geöffneten Zustand des ersten Entlüftungsventils (9.1) Luft in die Brühkammer (2) eintreten und im geöffneten Zustand des zweiten Entlüftungsventils (9.2) Luft aus der Brühkammer (2) austreten kann, und wobei bei Erreichen der Brühposition des Tampermittels (8) durch Schließen des ersten Entlüftungsventils (9.1) der Lufteinlasskanal (10.1) und durch Schließen des zweiten Entlüftungsventils (9.2) der Luftauslasskanal (10.2) verschlossen wird.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Linearbewegung des Tampermittels (8) von einer Ausgangsposition des Tampermittels (8) in die Brühposition des Tampermittels (8) der Luftauslasskanal (10.2) freigegeben wird und bei einer Linearbewegung des Tampermittels (8) von der Brühposition des Tampermittels (8) in die Ausgangsposition des Tampermittels (8) der Lufteinlasskanal (10.1) freigegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Linearbewegung des Tampermittels (8) von einer Ausgangsposition des Tampermittels (8) in eine Brühposition des Tampermittels (8) durch Öffnen des Entlüftungsventils (9) ein im Brühkopf (5) angeordneter verschließbarer und als Luftauslasskanal (10.2) ausgebildeter Luftkanal (10) freigegeben wird, so dass Luft aus der Brühkammer (2) austreten kann, und bei Erreichen der Brühposition des Tampermittels (8) durch Schließen des Entlüftungsventils (9) der Luftauslasskanal (10.2) verschlossen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Brühkopf (5) einen verschließbaren Luftkanal (10) aufweist, der als Luftauslasskanal (10.2) und Lufteinlasskanal (10.1) ausgebildet ist, und die Brühkammer (2) luftleitend mit dem Luftkanal (10) verbunden ist, und bei einer Linearbewegung des Tampermittels (8) durch Öffnen des Entlüftungsventils (9) der verschließbare Luftkanal (10) freigegeben wird, so dass im geöffneten Zustand des Entlüftungsventils (9) Luft in die Brühkammer (2) eintreten oder aus der Brühkammer (2) austreten kann, und durch Schließen des Entlüftungsventils (9) der Luftkanal (10) bei Erreichen der Brühposition des Tampermittels (10) verschlossen wird.
Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Entlüftungsventil (9) mit Brühfluid druckbeaufschlagt wird und beim Erreichen eines Brühdrucks des Brühfluids der Luftkanal (10) durch Schließen des Entlüftungsventils (9) verschlossen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass ein Hydraulikzylinder (3) des Brühkopfes (5) mit Fluid (4) gefüllt wird, wobei der Hydraulikzylinder (3) fluidleitend mit der Fluidzuführung (16) verbunden ist, und wobei ein Arbeitskolben (31) des Hydraulikzylinders (3) so mit dem Tampermittel (8) verbunden ist, dass das Füllen des Hydraulikzylinders (3) mit Fluid (4) eine Bewegung des Tampermittels (8) in Richtung des Gegenstücks (14) bewirkt und mittels des Tampermittels (8) über die Anpressoberfläche (10) ein Tamper-Druck auf das Getränkesubstrat (15) aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass ein Hydraulikzylinder (3) des Brühkopfes (5) mit Brühfluid gefüllt wird, wobei das Tampermittel (8) und der Hydraulikzylinder (3) brühfluidleitend mit der Brühfluidzuführung (16) verbunden sind und der Hydraulikzylinder (3) fluidleitend zwischen der Brühfluidzuführung (16) und dem Tampermittel (8) angeordnet ist, und wobei ein Arbeitskolben (31) des Hydraulikzylinders (3) so mit dem Tampermittel (8) verbunden ist, dass das Füllen des Hydraulikzylinders (3) mit Brühfluid eine Bewegung des Tampermittels (8) in Richtung des Gegenstücks (14) bewirkt und mittels des Tampermittels (8) über die Anpressoberfläche (10) ein Tamper-Druck auf das Getränkesubstrat (15) aufgebracht wird, und wobei ein selbsttätiges oder eigengesteuertes Tamperventil (6), das bevorzugt als Überdruckventil ausgebildet ist, am Übergang zwischen dem Tampermittel (8) und dem Hydraulikzylinder (3) angeordnet ist, und dass beim Erreichen eines Brühdrucks in dem Hydraulikzylinder (3) eine verschließbare Fluidverbindung zwischen dem Hydraulikzylinder (3) und dem Tampermittel (8) über das Tamperventil (6) freigegeben wird, und so ein durchgängiger, insbesondere unverzweigter, Fluidkanal (12), der die Brühfluidzuführung (16) mit zumindest einer Brühfluidauslassöffnung (11) des Brühkopfes (5), die bevorzugt im Tampermittel (8) angeordnet ist, fluidleitend verbindet.
Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass über eine hydraulische Kopplung zwischen Tamperventil (6) und Entlüftungsventil (9) beim Schließen des Tamperventils (6) das Entlüftungsventil (9) geöffnet wird und beim Schließen des Entlüftungsventils (9) das Tamperventil (6) geöffnet wird.
Verfahren nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kombinationsventil (91) im Brühkopf (5) angeordnet ist, das als Entlüftungsventil (9) und als Tamperventil (6) ausgebildet ist, und wobei beim Erreichen eines Brühdrucks in dem Hydraulikzylinder (3) eine verschließbare Fluidverbindung zwischen dem Hydraulikzylinder (3) und dem Tampermittel (8) mittels des Kombinationsventils (91) freigegeben wird und der Luftkanal (10) mittels des Kombinationsventils (91) verschlossen wird.