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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Brühvorrichtung zur Zubereitung
von Kaffee, insbesondere für
eine Niederdruckkaffeemaschine, mit einer Brühkammer, die einen oberen Teil
und einen unteren Teil aufweist, wobei der untere Teil eine Vertiefung
zur Aufnahme von mindestens einem mit gemahlenem Kaffee gefüllten Filterkissen
(Kaffeepad) aufweist, der obere Teil und der untere Teil relativ
zueinander bewegbar ausgeführt
und von einer Öffnungsstellung,
in der das Kaffeepad eingesetz- oder entnehmbar ist, in eine Brühstellung überführbar sind.
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Kaffeemaschinen,
die mit gemahlenem Kaffee gefüllte
Filterkissen in einer geeigneten Aufnahmevorrichtung aufnehmen und
bei denen in einem zweiten Schritt die mit dem Kaffeepad gefüllte Aufnahmevorrichtung
geschlossen wird, um Kaffee zu brühen, sind in vielfältigen Ausführungsformen
bekannt.
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Die
US 3,630,155 zeigt eine
solche Kaffeemaschine, bei der ein Filterkissen in eine Brüheinheit eingelegt
wird, die in eine entsprechende Vorrichtung an der Kaffeemaschine
eingehakt und mit einem Handgriff arretiert wird. Der Handgriff
bewegt gleichzeitig eine Abdeckplatte in axialer Richtung auf die Brüheinheit,
in der das Filterkissen durch die Abdeckplatte positioniert wird.
Die Abdeckplatte liegt in der Brühstellung
am Filterkissen an, bildet den oberen Abschluss der Brüheinheit
und dient gleichzeitig zur Einleitung des heißen Wassers in das Filterkissen. Dabei
schließt
die Abdeckplatte die Brühkammer nicht
vollständig
ab, so dass in der Brühkammer
ständig
Atmosphärendruck
herrscht. Das Brühwasser wird
durch einen zentralen Einlaufkanal, der in der axialen Betätigungsvorrichtung
angeordnet ist, auf die Mitte des Filterkissens geleitet.
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Eine
weitere Kaffeemaschine zur Zubereitung von Kaffee, Tee oder anderen
Heißgetränken ist in
der
GB 939,813 beschrieben.
Auch diese Vorrichtung weist einen Halter zur Aufnahme eines Filterbeutels
auf, der unbewegbar mit der Vorrichtung verbunden ist. Zum Bilden
einer Brühkammer
kann dieser Halter mit einer Abdeckung verschlossen werden. Diese
Abdeckung ist über
einen Hebelarm an einem Drehpunkt mit der Vorrichtung verbunden,
wobei die Abdeckung zum Schließen
der Brühkammer um
diesen Drehpunkt geschwenkt wird. Nach dem Schließen der
Brühkammer
kann ein in der Abdeckung angeordnetes Ventil geöffnet werden, um das Brühwasser
der Brühkammer
zuzuführen.
Dabei umströmt
das Wasser den Ventilkegel und wird vom Ventilkegel mittig auf den
Filterbeutel geleitet.
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Viele
der bisher bekannten, insbesondere für Niederdruckkaffeemaschinen
verwendeten Brühvorrichtungen
zur Zubereitung von Kaffee weisen aufwändige Konstruktionen für die Überführung der
Filterkissen-Aufnahme in eine Brühkammer
auf. Bei den im Stand der Technik bekannten Brühvorrichtungen wird zumeist
das Brühwasser
zentral auf das Kaffeepad geleitet. Auch einer benutzerfreundlichen Ausgestaltung
des Belade- und Entnahmevorgangs der Brühvorrichtung mit Filterkissen
wird bei üblichen Konstruktionen
nur eine geringe Bedeutung zugemessen.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Brühvorrichtung
zur Zubereitung von Kaffee der eingangs genannten Art bereitzustellen,
die eine bessere Verteilung des Brühwassers auf dem Filterkissen
und eine benutzerfreundliche Ausgestaltung des Einsetzens und Entnehmens
des Filterkissens ermöglicht.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass vom oberen Teil der Brühkammer ein
elastisches , zentral symmetrisch wirkendes Element in die Brühkammer
vorsteht.
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Das
vom oberen Teil in die Brühkammer
vorstehende elastische Element platziert beim Schließen der
Brühkammer
das Kaffeepad in der Vertiefung des unteren Teils und sorgt für eine gute
Aufnahme des mit gemahlenem Kaffee gefüllten Filterkissens in der
Vertiefung ohne das Kaffeepad in der Vertiefung zu verschieben.
Die Positionierung des Kaffeepads durch das elastische Element befreit
den Benutzer von einem exakten Einpassen des Kaffeepads in die Vertiefung
und gewährleistet
unabhängig
vom Nutzer ein gleichmäßiges Brühergebnis.
Bevorzugt ist das elastische, zentral symmetrisch wirkende Element
an einem oberen Brühkammerteil
angeordnet, das sich zum Bilden der Brühkammer, entlang einer vertikalen Achse
in axialer Richtung bewegt. Die axiale Führung des oberen Teils der
Brühkammer
vermeidet eine Schwenkbewegung des bewegten Teils der Brühkammer
und vermeidet dadurch seitlich wirkende Kräfte, die bei der Positionierung
des Kaffeepads gegebenenfalls durch eine unsymmetrisch wirkende Vorrichtung
kompensiert werden müssten.
Zu Beginn des Brühvorgangs
liegt das elastische Element mit leichtem Druck an dem in der Ver tiefung
aufgenommenem Kaffeepad an, wodurch sich durch die zentral symmetrische
Wirkung das Element ein gleichmäßiger, um
die vertikale Achse der Brühkammer
verteilter Kraftauftrag ergibt. So bildet sich zwischen dem Kaffeepad
und dem oberen Teil der Brühkammer
ein Hohlraum aus. Dieser Hohlraum zwischen dem Kaffeepad und dem
oberen Teil der Brühkammer,
durch den das Brühwasser
der Brühkammer
zugeführt wird,
ermöglicht
eine bessere Verteilung des Brühwassers
auf dem Filterkissen, die zu einem besseren Brühergebnis führt.
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Eine
günstige
Ausführungsform
sieht vor, dass das elastische Element eine zum Lösen des nach
dem Ende des Brühvorgangs
feuchten Kaffeepads vom oberen Teil notwendige Federkraft aufweist.
Während
des Brühvorgangs
nehmen das Filterkissen und der gemahlene Kaffee das Brühwasser auf
und das feuchte Filterkissen haftet sich an den Wänden der
Brühkammer
an. Das elastische Element überwindet
dabei ein Anhaften des Kaffeepads am oberen Teil der Brühkammer.
Dadurch bleibt das Kaffeepad durch die Niederhalterfunktion auch
beim Öffnen
der Brühkammer
in der Vertiefung im unteren Teil liegen, aus dem es vom Benutzer
in einfacher Weise entnommen werden kann.
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Bevorzugt
kann die Federkraft des elastischen Elements geringer sein als der
Anpressdruck des oberen Teils auf das untere Teil in der Brühstellung.
Durch diese Ausgestaltung kann das elastische Element die Brühkammer
nicht, auch nicht unbeabsichtigt, während eines Brühvorgangs öffnen. Somit entsteht
durch das elastische Element kein zusätzliches Gefährdungspotential
für den
Nutzer. Auch wird das Filterkissenmaterial durch das elastische
Element nur gering beansprucht.
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Um
im Betrieb der Brühvorrichtung
eine plastische Verformung des elastischen Elements zu verhindern,
kann der elastische Federweg derart bemessen sein, dass der obere
Teil als Einfederanschlag für
das elastische Element dient.
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Eine
weitere Ausbildung sieht vor, dass eine Zuführung für das Brühwasser in die Brühkammer vorhanden
ist und das elastische Element als Sprinklerelement ausgebildet
und in der Zuführung
des Brühwassers
angeordnet ist. Zu Beginn des Brühvorgangs
ist zwischen Kaffeepad und oberen Teil ein Hohlraum vorhanden, da
das elastische Element auf das Kaffeepad drückt und noch nicht am Einfederanschlag
anliegt. Dabei kann die Zuführung
des Brühwassers
in die Brühkammer
so ausgebildet sein, dass das Brühwasser
in diesen Hohlraum geleitet wird. Die Ausbildung des elastischen
Elements als Sprinklerelement und dessen Anordnung in der Zuführung des
Brühwassers
ermöglicht
eine Verteilung des zugeführten
Brühwassers
in den Hohlraum, wobei das Wasser durch das Sprinklerelement im
Wesentlichen verteilt oder aufgefächert und nicht wie bei Brandschutzvorrichtungen
aktiv versprüht
wird. Je nach Art und Eigenschaften des Filterkissens und des gemahlenen
Kaffees verkleinert sich während des
Brühvorgangs
der Hohlraum, wobei das elastische Element bis an den oberen Einfederanschlag gedrückt werden
kann.
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Eine
vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass zwischen 50 % und 100
%, bevorzugt über
90 %, des Brühwassers
auf das als Sprinklerelement ausgebildete elastische Element trifft.
Dadurch trifft ein großer
Teil des Brühwassers
nicht direkt auf das Kaffeepad, sondern zunächst auf das Sprinklerelement.
Dadurch wird eine zusätzliche
Verteilerwirkung für
das eingeleitete Brühwasser
auf der Oberfläche des
Kaffeepads erzielt. Dies ist besonders bei Niederdruckkaffeemaschinen
wichtig, bei denen das Brühwasser
mit 1,0 bar bis 2,0 bar, bevorzugt 1,5 bis 1,8 bar, in die Brühkammer
eingespritzt wird.
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Günstigerweise
kann das als Sprinklerelement ausgebildete elastische Element zumindest
am Anfang des Brühvorgangs
das Brühwasser
großflächig auf
das Kaffeepad verteilen. Die großflächige Verteilung des Brühwassers
ermöglicht
die Benetzung des Kaffeepads auch an von der Zuführung des Brühwassers
entfernten Stellen.
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Für eine einfache
konstruktive Lösung
kann das elastische Element mindestens zwei symmetrisch angeordnete
Federarme, bevorzugt mehrere Federarme mit zentral symmetrischer
Kraftwirkung, aufweisen. Bei einer Ausgestaltung des elastischen Elements
mit mehreren Federarmen sind die Federarme bevorzugt im gleichen
Abstand zueinander angeordnet.
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Eine
zweckmäßige Ausführung sieht
vor, dass die Oberseite der Federarme zumindestens bereichsweise
als Sprinklerelement für
das Brühwasser ausgestaltet
ist. Hierdurch wird das in die Brühkammer eintretende Brühwasser
gleichmäßig um den
Federarm herum verteilt.
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Vorteilhafterweise
können
die Federarme sich von einer vertikalen Achse der Brühkammer
radial nach außen
erstrecken. Die radiale Erstreckung des Federarms in die Brühkammer
ermöglicht
einen großen
Hohlraum zwischen Kaffeepad und oberen Teil, wodurch das Brühwasser
großflächig auf
das Kafffepad versprüht
werden kann. Je nach Ausgestaltung de Federarms ist eine großflächige Benetzung
des Filterkissens in der Brühkammer
möglich. Weiter
drücken
die mindestens zwei sich radial nach außen erstreckenden Federarme
das Kaffeepad mit symmetrischer Kraftwirkung gut in die Vertiefung
des unteren Teils hinein, wobei sich durch die symmetrische Anordnung
bzw. die symmetrische Kraftwirkung bei ungerader Zahl der Federarme
die Querkräfte kompensieren
und das Pad nicht verschieben können.
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Eine
Variante sieht vor, dass die Federarme S-förmig gebogen sind und sich
mit ihrem ersten S-Rücken
am oberen Teil der Brühkammer
abstützen und
mit ihrem zweiten S-Rücken
in der geschlossenen Brühstellung
auf das Kaffeepad drücken.
Durch die S-förmige
Konstruktion können
die Federarme sich am oberen Teil der Brühkammer abstützen und gleichzeitig
das Kaffeepad in den unteren Teil hineindrücken, ohne dass am oberen Teil
der Brühkammer eine
Vorrichtung zum Abstützen
der Federarme vorgesehen werden muss.
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Um
bei einem S-förmig
gebogenen Federarm ein abgestimmtes Verteilen des Brühwassers und
eine möglichst
gute Benetzung des Kaffeepads zu erreichen, kann der zweite S-Rücken einen
größeren Krümmungsradius
aufweisen als der erste S-Rücken. Durch
diese Ausgestaltung wird das auf den Federarm treffende Brühwasser
nicht nur radial nach außen,
sondern auch zu den Seiten des Federarms verteilt.
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Zur
Verhinderung einer Verletzung des Kaffeepads durch den Federarm
können
die Federarme zumindest auf der zum Kaffeepad gerichteten Seite abgerundete
Kanten aufweisen.
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Bevorzugt
können
die Federarme aus Edelstahl hergestellt sein. Federarme aus Edelstahl
weisen eine gute Korrosionsbeständigkeit
gegenüber dem
heißen
Brühwasser
sowie gute Federeigenschaften auf.
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Eine
weitere Ausgestaltung sieht vor, dass die Breite der Federarme zwischen
4 % und 16 %, bevorzugt zwischen 6 % und 10 %, des Durchmessers
der Brühkammer beträgt. Dies
ermöglicht
eine gute Abstimmung der Aufgaben der Federarme, das Herunterdrücken des
Kaffeepads und das Auffächern des
Brühwassers,
bei einer möglichst
gleichmäßigen Verteilung
des Brühwassers
auf dem Kaffeepad und das Niederhalten des Kaffeepads in der Wechselkassette
beim Öffnen
der Brühkammer.
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Eine
bevorzugte Ausbildung der Erfindung sieht vor, dass die Federarme
sich von einem Federklemmring radial nach außen erstrecken, und der Federklemmring
koaxial zur vertikalen Achse am oberen Teil der Brühkammer
angeordnet ist. Der Federklemmring ermöglicht eine einfache Befestigung
der Federarme unabhängig
von ihrer Anzahl. Ausgehend von diesem Federklemmring können die
Federarme sich gleichmäßig zu allen
Seiten über
das gesamte Kaffeepad erstrecken. Dabei können sich die Federarme, ausgehend
von einer Anordnung des Federklemmrings in der vertikalen Achse, über 40 %
bis 80 %, bevorzugt zwischen 50 % und 60 %, des Radius der Brennkammer,
ausgehend von der vertikalen Achse, in die Brennkammer hinein erstrecken.
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Für eine einfache
Anordnung des Federklemmrings in der Brühkammer kann der Federklemmring
auf einen vom oberen Teil in die Brühkammer vorstehenden Zapfen
befestigt sein.
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Um
eine Drehsicherung des Federklemmrings gegenüber dem oberen Teil der Brühkammer
zu verwirklichen, kann der Federklemmring eine innenliegende Rastöffnung und
mindestens eine Rastzunge aufweisen, die sich in die Rastöffnung erstreckt. Bei
einer Befestigung des Federklemmrings auf dem vorstehenden Zapfen
kann der Zapfen entsprechende Rastöffnungen oder Rastnuten aufweisen,
in die die Rastzunge eingreift, um ein radiales Verdrehen des Federelements
um die vertikale Achse zu verhindern.
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Des
Weiteren bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Brühvorrichtung
zur Zubereitung von Kaffee, insbesondere für eine Niederdruckkaffeemaschine,
mit einer Brühkammer,
die einen oberen Teil und einen unteren Teil aufweist, und mindestens
einem, in einer Vertiefung des unteren Teils angeordneten und mit
gemahlenem Kaffee gefüllten
Filterkissen (Kaffeepad), wobei der obere Teil und der untere teil
relativ zueinander bewegbar ausgeführt und von einer Öffnungsstellung,
in der das Kaffeepad einsetz- oder entnehmbar ist, in eine Brühstellung überführbar sind,
wobei vom oberen Teil der Brühkammer
ein elastisches, zentral symmetrisches Element in die Brühkammer
vorsteht. Das elastische Element, das mit leichtem Druck an dem
Kaffeepad anliegt, erzeugt zu Beginn des Brühvorgangs zwischen dem Kaffeepad
und dem oberen Teil der Brühkammer
einen Hohlraum, in den das Brühwasser während des
Brühvorgangs
eingespritzt werden kann. Während
des gesamten Brühvorgangs
und auch nach Abschluss drückt
das elastische Element das Kaffeepad gleichmäßig in die Vertiefung des unteren
Teils. Dadurch wird beim Öffnen
der Brühkammer
die am oberen Teil anhaftenden Bereiche des feuchten Filterkissens
vom oberen Teil gelöst
und das Kaffeepad zur Entnahme in der Vertiefung im unteren Teil
gehalten.
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Im
Folgenden wird anhand der Zeichnungen eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Brühvorrichtung
näher erläutert. Es
zeigen:
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1 eine seitliche Schnittansicht
der Brühvorrichtung
in einer Brühstellung,
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2 eine perspektivische Seitenansicht des
oberen Teils der Brühkammer,
und
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3 eine perspektivische Draufsicht
auf das elastische Federelement.
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Die
in 1 dargestellte Brühvorrichtung
ist Bestandteil einer Niederdruckkaffeemaschine, die in hier nicht
näher beschriebener
Weise bekannte Baueinheiten, wie Wasservorratsbehälter, Boilervorrichtung,
Wasserpumpe und die für
den Brüh-
und Pumpvorgang erforderliche Elektrik umfasst. Hierzu gibt es im
Stand der Technik ausreichend Beispiele, weshalb hier auf diesen
verwiesen wird.
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1 zeigt den Schnitt durch
eine erfindungsgemäße Brühvorrichtung 1 mit
einem oberen Brühkammerteil 2 und
einer Wechselkassette 3, die in einem Gehäuse 4 angeordnet
sind. Der obere Brühkammerteil 2 besteht
aus einem innenliegenden Ventilteil 5, einem Abdeckteil 6 und
einer Druckplatte 7. Dabei ist das Abdeckteil 6 derart
ausgeformt, dass es das innenliegende Ventilteil 5 in sich
aufnimmt, wobei ausschließlich
der Wasseranschluss 8 des Ventilteils 5 aus dem
Abdeckteil 6 herausragt.
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Zwischen
dem Abdeckteil 6 und dem Ventilteil 5 sind zwei
Dichtungsringe 9 und 10 angeordnet, wobei der
Dichtungsring 9 am Austritt des Wasseranschlusses 8 aus
dem Abdeckteil 6 platziert ist und der Dichtungsring 10,
am Außenumfang
des sich vom Wasseranschluss 8 seitlich erstreckenden Ventilteils 5,
das Ventilteil 5 zum Abdeckteil 6 abdichtet. Am
Wasseranschluss 8 ist an dem offenliegenden Ende eine umlaufende
Nase 11 vorhanden, die den Anschluss und die Befestigung
einer Brühwasserleitung
erleichtert. Am unteren Ende des durch den Wasseranschluss 8 führenden
Einlaufkanals 12 für das
Brühwasser
ist eine Ventilkugel 13 angeordnet, die sich mit einer
Feder 14 gegen die Druckplatte 7 abstützt. Das
Ventilteil 5 liegt mit seiner Unterseite an der Druckplatte 7 an,
wobei die Feder 14 durch einen Vorsprung der Druckplatte 7 geführt wird.
Zwischen dem Ventilteil 5 und der Druckplatte 7 erstrecken sich,
ausgehend von der Ventilkugel 13 Zuführkanäle 45 für das Brühwasser,
die sich zunächst
seitlich erstrecken und an ihrem Ende durch die Druckplatte 7 hindurch
geführt
sind. Das Abdeckteil 6 erstreckt sich vom seitlichen Dichtungsring 10 des
Ventilteils 5 weiter nach außen und umfasst mit seiner
Außenkante seitlich
die Lippendichtung 15, die zwischen dem Abdeckteil 6 und
der Druckplatte 7 platziert ist und in axialer Richtung
nach unten teilweise über
die Druckplatte 7 übersteht.
Die Druckplatte 7 weist einen ringförmig umlaufenden, in axialer
Richtung nach unten vorstehenden Steg 16 auf, der als einzigster
Teil der Druckplatte 7 nach unten über die Lippendichtung 15 übersteht.
In der Mitte der Druckplatte 7 ist um einen Zapfen 30 ein
sich seitlich erstreckendes nach unten gerichtete Federelement 17 angeordnet.
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Die
Druckplatte 7 des oberen Brühkammerteils 2 bildet
zusammen mit der Wechselkassette 3 eine Brühkammer 18.
Zum Ausbilden der Brühkammer 18 weist
die Wechselkassette 3 eine Vertiefung auf, in deren Mitte
sich der Brühkammerauslass 19 befindet.
Im Seitenbereich weist die Vertiefung einen ersten Absatz 20 auf,
auf dem der Steg 16 der Druckplatte 7 aufliegt.
An diesen Absatz 20 schließt sich in Form eines weiteren
Absatzes ein Vorsprung 21 an, der mit der gegenüber dem
Steg 16 zurückversetzten Lippendichtung 15 zusammenwirkt,
um die Brühkammer 18 abzudichten.
Der umlaufende Vorsprung 21 bildet gleichzeitig die Oberkante
der Wechselkassette 3. Die Wechselkassette 3 weist
an einer Seite einen Griff 22 auf, mit dem die Wechselkassette 3 in der Öffnungsstellung
aus der Brühvorrichtung 1 herausgezogen
werden kann. Dazu weist das Gehäuse 4 an
der Seite des Griffes 22 eine entsprechende Öffnung auf.
Die Wechselkassette 3 kann auch in einem gewendeten Zustand,
d.h. die Ober- und Unterseite der Wechselkassette 3 sind
vertauscht, in der Brühvorrichtung 1 eingesetzt
werden. Dabei weist die in 1 als
Unterseite der Wechselkassette 3 dargestellte Seite eine
kleinere Vertiefung als die Oberseite auf, wodurch sich mit dieser
Unterseite eine Brühkammer 18 mit
einem verringerten Volumen bilden lässt. Um die Wechselfähigkeit
zu ermöglichen,
sind auch auf der Unterseite der Wechselkassette 3 im seitlichen
Bereich der Vertiefung der Absatz 20 und der Vorsprung 21 ausgebildet.
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Die
Wechselkassette 3 stützt
sich auf ihrer Unterseite mit dem äußeren Absatz 21 auf
der Abstützplatte 23 ab,
die seitlich über
das Gehäuse 4 übersteht
und mit diesem verbunden ist. die Abstützplatte 23 weist
eine radial umlaufende Nut 24, in der ein Dichtungsring 25 angeordnet
ist, der im geöffneten
Zustand der Brühvorrichtung 1 über die
Abstützplatte 23 vorsteht.
Die Abstützplatte 23 weist
mittig einen Ablauf 26 mit einem nach unten gezogen Spritzschutz 27 auf.
Die Abstützplatte 23 weist
zwischen dem Auflagebereich der Wechselkassette 3 und dem Ablauf 26 ein
Gefälle
auf, das den sicheren Ablauf des aus der Brühkammer 18 kommenden
Kaffees in den Auslauf 28 ermöglicht.
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Der
in seinem Mittelbereich rund zulaufende Auslauf 28 ist
in einer Vertiefung der Abstützplatte 23 angeordnet,
die durch den sich in axialer Richtung erstreckenden Ringabschnitt 29 der
Abstützplatte 23 gebildet
wird. Der Auslauf 28 leitet den Kaffee zu mindestens einer, üblicherweise
zwei, hier nicht gezeigten Auslauftüllen.
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Das
Federelement 17 ist an einem an der Druckplatte 7 vorspringenden
Zapfen 30 befestigt und ragt mit seinen Federarmen 42 in
die Brühkammer 18 hinein.
Dabei bleiben die Federarme 42 hinter der Teilungsebene
der Brühkammer 18 zwischen oberen
Teil 2 und Wechselkassette 3 zurück, d.h.
die Federarme 42 stehen nicht über den sich von der Druckplatte 7 nach
unten erstreckenden Steg 16 über. Wie in 3 dargestellt, besteht das Federelement 17 aus
einem Federklemmring 43, an dem mehrere Federarme 42 angeordnet
sind, die sich vom Federklemmring 43 radial nach außen erstrecken.
Bei der unsymmetrischen Anordnung einer ungeraden Anzahl, d.h. mindestens
drei Federarmen 42, ist besonders auf die gleichmäßige Verteilung
am Umfang des Federklemmringes 43 zu achten, um die zentral
symmetrische Kraftwirkung des Federelements 17 zu gewährleisten.
Der Federklemmring 43 weist mittig eine Rastöffnung 44 auf,
durch die das Federelement 17 auf dem in der Mitte der
Druckplatte 7 sich nach unten erstreckenden Zapfen 30 befestigt, bevorzugt
aufgeklemmt werden kann. In die Rastöffnung 44 erstrecken
sich vier vom Federklemmring 43 ausgehende Rastzungen 46 hinein.
Die Rastzungen 46 sind gleichmäßig auf dem Umfang der Rastöffnung 44 verteilt
und kegelstumpfförmig
ausgebildet. Die Rastzungen 46 greifen in entsprechende
Rastöffnungen
oder Rastnuten am Zapfen 30 ein. Diese Rastöffnungen
sind in der in 1 dargestellten Schnittzeichnung
nicht erkennbar. Alternativ können die
Rastzungen 46 mit Bolzen oder Stegen zusammenwirken, die
sich von der Druckplatte 7 nach unten erstrecken und in
den Randbereich der Rastöffnung 44 eingreifen.
Die S-förmige
Ausgestaltung der einzelnen Federarme 42 ist in 1 dargestellt, wobei die
einzelnen Federarme 42 mit dem jeweils ersten, noch im
Federklemmring 43 ausgebildeten S-Rücken, an der Druckplatte 7 abstützen und
mit dem zweiten S-Rücken
in die Brühkammer 18 hineinragen.
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Um
das obere Brühkammerteil 2 in
axialer Richtung zu bewegen, ist das Abdeckteil 6 mit einem sich
in axialer Richtung erstreckenden ringförmig ausgebildeten Aufdrückteil 31 verbunden.
Am Außenumfang
des Aufdrückteils 31 ist
ein Führungssteg 32 ausgebildet,
der sich wendelförmig
um den Außenumfang
des Aufdrückteils 31 erstreckt.
Um den Außenumfang
des Aufdrückteils 31 ist
weiter das Betätigungsteil 33 platziert,
das sich oberhalb des Führungsstegs 32 bis
zu Oberkante des Gehäuses
erstreckt. Das ebenfalls ringförmig
ausgebildete Betätigungsteil 33 ist,
wie in 2 deutlich erkennbar,
rampenförmig
ausgebildet und ist drehbar um das Aufdrückteil 31 angeordnet.
Durch einen Öffnungsschlitz 35 an
der Stirnseite des Gehäuses 4 ist
das Betätigungsteil 33 mit
einem Handgriff 36 verbunden. Dabei wird der Handgriff 36 an
dem Gewindestutzen 37 verschraubt, der koaxial an der Oberkante
des Betätigungsteils 33 angeordnet
ist und mit einem Führungsabschnitt 38 in
den Öffnungsschlitz
hineinragt. Das Betätigungsteil 33 weist
weiter einen Haken 34 auf, der den Führungssteg 32 umgreift.
Der Führungssteg 32 weist
einen waagerechten Stegteil 39 auf, der in der in 2 gezeigten Brühstellung
mit dem Haken 34 des Betätigungsteils 33 in
Verbindung steht, um die beim Brühen
entstehenden Druckkräfte in
vertikaler Richtung weiterzuleiten. Des Weiteren weist der Führungssteg 32 einen
horizontalen Stegteil 40 auf, der im unteren Ende des wendelförmigen Führungsstegs 32 angeordnet
ist und als Anschlag der Hubeinrichtung für die Öffnungsstellung der Brühvorrichtung 1 dient.
Am Abdeckteil 6 sind zwei Arretierzapfen 41 angeordnet,
die in axialer Richtung nach unten über den Steg 16 der
Druckplatte 7 vorstehen und in entsprechende Öffnungen
der Wechselkassette 3 eingreifen, um diese zu positionieren und
ein Herausziehen in der Brühstellung
zu verhindern.
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In
der Benutzung der erfindungsgemäßen Brühvorrichtung 1 kann
in der Öffnungsstellung,
in der das obere Brühkammerteil 2 durch
das Betätigungsteil 33 und
das Aufdrückteil 31 in
eine obere Endstellung gefahren ist, wobei die obere Endstellung
durch den Anschlag des vertikalen Stegteils 40 an den vertikalen
Rampenbereich des Betätigungsteils
definiert ist, die nur auf dem unteren Dichtring 25 aufliegende
Wechselkassette 3 aus der Brühvorrichtung 1 entnommen
werden, um die ausgewählte
Vertiefung der Wechselkassette 3 mit einem bzw. gegebenenfalls
zwei Filterkissen zu beladen. In der in 1 gezeigten Stellung wird die obere Vertiefung üblicherweise
mit zwei Kaffeepads bzw. einem mit einer doppelten Menge an gemahlenem
Kaffee gefüllten
Kaffeepad, versehen. Die beladene Wechselkassette 3 wird
wieder in die Brühvorrichtung 1 eingeschoben.
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Nach
Beendigung des Beladevorgangs wird die Brühvorrichtung 1 mit
dem Handgriff 36 in die Brühstellung überführt. Dabei wird der Handgriff 36 um
die vertikale Achse A geschwenkt und das mit ihm verbundene Betätigungsteil 33 um
diese vertikale Achse A gedreht. Das Betätigungsteil 33 drückt mit seinen
rampenförmig
ausgebildeten Abschnitten auf den wendelförmigen Führungssteg 32, wobei
sich der Kontakt zwischen dem Betätigungsteil 33 und dem
Führungssteg 32 mit
zunehmender Bewegung in Richtung der Brühstellung verringert. Durch
den Druck auf den Führungssteg 32 wird
das obere Brühkammerteil 2 in
axialer Richtung auf die Wechselkassette 3 gedrückt. Bei
dieser Schließbewegung
berührt
zunächst
die Lippendichtung 15 den oberen Vorsprung 21.
Als nächstes
berührt
der ringförmig umlaufende
von der Druckplatte 7 axial vorstehende Steg 16 den
oberen Absatz 20 der Wechselkassette 3, wobei
sich die Lippendichtung 15 weiter an den oberen Vorsprung 21 andrückt. Bei
einer Zunahme des axialen Drucks über den Steg 16 auf
die Wechselkassette 3 wird der untere Vorsprung 21 auf
die Abstützplatte 23 gedrückt, wobei
der Dichtungsring 25 zusammengedrückt wird und damit seine Dichtwirkung
zum unteren Vorsprung 21 erhöht. Durch den Eingriff des
ringförmigen
axial vorstehenden Stegs 16 in den oberen Absatz 20 wird
während
des Schließvorgangs
die Lage der Wechselkassette 3 zum oberen Brühkammerteil 2 ausgerichtet.
Während
des Schließens
der Brühkammer 18 drückt das in
der Mitte der Druckplatte 7 angeordnete Federelement 17 mit
seinen Federarmen 42 das Kaffeepad gleichmäßig in die
Vertiefung der Wechselkassette 3. Dadurch entsteht zwischen
dem Kaffeepad und der Druckplatte 7 ein sich über einen
großen
Bereich der Druckplatte 7 radial erstreckender Hohlraum.
In der Brühstellung
ist die aus der Druckplatte 7 und der Vertiefung der Wechselkassette 3 gebildete Brühkamrer 18 durch
den auf den Absatz 20 drückenden Steg 16 und
die auf den Vorsprung 21 drückende Lippendichtung 15 dicht
gegenüber
der Umgebung abgeschlossen.
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Im
Folgenden wird nunmehr die Wirkungs- und Funktionsweise der oben
beschriebenen Brühvorrichtung 1 näher erläutert.
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In
der in 1 dargestellten
geschlossenen Brühstellung
sind üblicherweise
in der Brühkammer 18 zwei
aufeinander liegende Filterpads angeordnet. Ein umlaufender Verriegelungsrand
des oberen Filterpads liegt dabei auf der Oberseite des oberen Absatzes 20 auf
und befindet sich demnach in der Brühstellung zwischen dem Absatz 20 und
dem Steg 16. In dieser geschlossenen Brühstellung wird von einer Pumpe
heißes
Wasser über
die Anschlussleitung dem Ventilteil 5 zugeführt. Durch
den Druck des Brühwassers
wird die Feder 14 durch die Ventilkugel 13 zusammengedrückt, wobei
die Ventilkugel 13 sich von ihrem Ventilsitz löst und einen
Wasserzulauf über die
Zuführkanäle 45 zur
Brühkammer 18 ermöglicht. Je
nach Ausgestaltung des Brühkammerauslasses 19 kann
die Pumpe in der gegenüber
der Umgebung geschlossenen Brühkammer 18 bei
einer in einer Niederdruckkaffeemaschine eingesetzten Brühvorrichtung 1 einen
Druck zwischen 1,0 bar und 2,0 bar aufbauen. Das Brühwasser
wird vom Ventilteil 5 durch mehrere Zuführkanäle 45 in den Hohlraum
zwischen Federelement 17 und Druckplatte 7 eingespritzt.
Dabei trifft das meiste Wasser zunächst auf die Federarme 42 und
wird von dort großflächig durch
den Hohlraum auf dem Kaffeepad verteilt. Die Federarme 42 werden
in ihrer Position relativ zu den Zuführkanälen 45 durch die Rastzungen 46 gehalten, die
in Zusammenwirkung mit entsprechenden Rastvertiefungen im Zapfen 30 oder
von der Druckplatte 7 in die Brühkammer 18 hineinragenden
Bolzen eine radiale Drehbewegung um den sich vertikal in die Brühkammer 18 hineinerstreckenden
Zapfen 30 verhindern. Das Kaffeepad wird zunächst durch
das Wasser befeuchtet und im weiteren Verlauf von dem Brühwasser
durchströmt,
das am Brühkammerauslass 19 aus
der Brühkammer 18 austritt
und über
den Ablauf 26 und dem Auslauf 28 aus der oder
den Auslauftüllen
aus der Brühvorrichtung 1 austritt.
Die Abstützplatte 23 ist
in dem Bereich unter der Brühkammer 18 zum
Ablauf 26 hin geneigt, um einen sicheren und vollständigen Ablauf
des Kaffees zu gewährleisten.
Nach einem bestimmten, einstellbaren Zeitraum bzw. einer geförderten
Wassermenge, wird die Pumpe wieder abgeschaltet und damit der Brühvorgang beendet.
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Nach
dem Ende des Brühvorgangs
kann die Brühkammer 18 durch
ein Rückschwenken
des Handgriffs 36 wieder geöffnet werden. Beim Rückschwenken
des Handgriffs 36 wird das obere Brühkammerteil 2 in axialer
Richtung nach oben bewegt, weil der Führungssteg 32 von
dem Haken 34 umgriffen wird. Der Haken 34 überträgt die durch
die Drehbewegung des Betätigungsteils 32 induzierte
axiale Bewegung in Richtung der Öffnungsstellung über den
Führungssteg 32 auf
das Aufdrückteil 31 und
damit auf das obere Brühkammerteil 2.
Beim Öffnen
der Brühkammer 18 drückt das
Federelement 17 mit seinen Federarmen 42 auf das
feuchte Kaffeepad und löst
die nach dem Brühvorgang
an der Druckplatte 7 anhaftenden Bereiche des Kaffeepads.
So verbleibt das Kaffeepad beim Öffnen
der Brühvorrichtung
in der Vertiefung der Wechselkassette 3 und wird nicht zusammen
mit dem oberen Teil der Brühkammer nach
oben bewegt.
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In
der nicht dargestellten Öffnungsstellung sind
die konisch ausgestalteten Arretierzapfen 41 aus den entsprechenden Öffnungen
in der Wechselkassette 3 herausbewegt und geben diese frei.
Die Druckplatte 7 ist ebenfalls so weit nach oben bewegt, dass
sich der Steg 16 oberhalb der Öffnung für die Wechselkassette 3 im
Gehäuse 4 befindet.
In dieser Öffnungsstellung
kann die Wechselkassette 3 zusammen mit dem gebrauchten,
durch das Brühwasser
befeuchteten Kaffeepad aus der Brühvorrichtung 1 am
Griff 22 herausgezogen werden. Da das Federelement 17 beim Öffnen der
Brühkammer 18 das
Kaffeepad vom oberen Teil 2 gelöst hat, so dass das Kaffeepad
sich in der Öffnungsstellung
immer in der Vertiefung der Wechselkassette 3 befindet,
kann die Wechselkassette 3 in der Öffnungsstellung immer ohne
Probleme, d.h. ohne ein Verklemmen oder eine Beschädigung des
Kaffeepads, aus der Brühvorrichtung 1 entnommen
werden. Nach der Entnahme des verbrauchten Kaffeepads aus der Brühkammervertiefung
der Wechselkassette 3 kann die Wechselkassette 3 für einen
weiteren Brühvorgang
erneut mit einem Kaffeepad versehen werden, oder ungefüllt in die
Brühvorrichtung
zurückgeschoben
werden.
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Im
ungefüllten
Zustand kann in einer geschlossenen Stellung der Brühvorrichtung 1 ein
Spül- oder
Reinigungsvorgang durchgeführt
werden, bei dem heißes
Brühwasser
aus den Zuführkanälen 45 auf
die in ihrer Position durch die Rastzungen 46 fixierten
Federarme 42 geleitet wird und sich von dort zur Reinigung
in der gesamten Brühkammer 18 verteilt.