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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Kafteebrühvorrichtung mit einem entnehmbaren
Flüssigkeitsbehälter.
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Hierbei
handelt es sich um eine gängige
Kaffeemaschine, die einen entnehmbaren und nachfüllbaren Wassertank aufweist,
der vor Benutzung der Kaffeemaschine wieder an Ort und Stelle zurückgesetzt
wird. Je nach Ausführungsform
der Kaffeemaschine handelt es sich bei der Brüheinheit um einen Durchlauferhitzer
oder einen Boiler, der portionsweise heißes Wasser dem gemahlenen Kaffeepulver
zuführt.
Einige Maschinen verwenden Brühkammern,
in die mit gemahlenem Kaffee gefüllte
Filterkissen (Filterpads) eingelegt werden. Nach Schließen der
Brühkammer
wird dann heißes
Wasser in genau portionierter Menge eingeströmt. Bei einigen Maschinen ist hierzu
ein Zulaufschlauch zwischen einem Boiler oder einem sogenannten
Theroblock als Durchlauferhitzer und der Einlasseinrichtung der
Brühkammer, die
mit einem Ventil versehen sein kann, vorhanden. Viele dieser Vorrichtungen
haben sich im Einsatz ganz gut bewährt. Dennoch ist man bestrebt,
auch hier Verbesserungen herbeizuführen.
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Es
ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine eingangs
genannten Kaffeebrühvorrichtung
hinsichtlich ihrer Gebrauchsqualität zu verbessern.
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Diese
Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Kaffeebrühvorrichtung
dadurch gelöst,
dass eine Rücklaufleitung
vorgesehen ist, deren Auslassbereich zwischen einer Funktionsstellung,
in der der Auslassbereich in den Flüssigkeitsbehälter mündet, und
eine Entnahmestellung zum Entnehmen des Flüssigkeitsbehälters bewegbar
ausgestaltet ist. Die Rücklaufleitung
kann z.B. gewährleisten,
dass bei Ausdehnungsprozessen im Boiler kein Wasser zur Brüheinheit
geführt
wird, solange ein Einströmen
von erwärmtem
oder heißem
Wasser noch nicht gewünscht
ist. Das hat zum einen den Vorteil, dass sich bei Heizvorgängen kein
unnötiger
Druck im Boiler bzw. in der Brüheinheit
aufbaut, bevor nicht eine Heißwasserentnahme
tatsächlich
gewünscht
ist. Zum anderen kann die Rücklaufleitung
auch dazu benutzt werden, erst einmal sich in der Zulaufleitung
befindliches, nicht mehr komplett aufgeheiztes Wasser zu entfernen
und eine Heißwassereinspeisung
erst zu beginnen, wenn Wasser mit geeigneter Temperatur am Einlass
vorliegt. Dieses überschüssige Wasser
wird dann über
den Auslassbereich der Rücklaufleitung
quasi als Überlauf
in den Flüssigkeitsbehälter zurückgeführt. Damit
aber der abnehm- bzw. entnehmbare Flüssigkeitsbehälter störungsfrei
entnommen und wieder angefügt
werden kann, ist der Auslassbereich beweglich ausgestaltet. In der
Funktionsstellung nimmt der Auslassbereich eine Position ein, in
der ein sicherer Rücklauf
in den Flüssigkeitsbehälter gewährt ist.
Damit kein Wasser an anderen Stellen der Kaffeebrühvorrichtung
eindringen kann, eignet sich hierzu insbesondere, wenn der Auslassbereich
in den Flüssigkeitsbehälter hineinragt
oder diesen so überragt,
dass das Wasser sicher in den Flüssigkeitsbehälter einfließen kann.
Um die Entnehmbarkeit des Flüssigkeitsbehälters nicht
zu beeinträchtigen,
wird dann der Auslassbereich in eine Stellung bewegt, in der die
Entnahme des Flüssigkeitsbehälters durch
den Auslassbereich der Rücklaufleitung nicht
behindert wird. Der Benutzer kann demnach den Flüssigkeitsbehälter entnehmen
und wieder anfügen,
wie er dies von herkömmlichen
Kaffeebrühvorrichtungen,
die keine Rücklaufleitung
aufweisen, gewohnt ist.
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Eine
sehr einfache Konstruktionsvariante sieht vor, dass ein an den Flüssigkeitsbehälter angrenzendes
Gehäuse
vorgesehen ist und der Auslassbereich der Rücklaufleitung in einer Gehäuseaussparung
geführt
ist. Der Auslassbereich muss demnach überhaupt nicht mit dem Flüssigkeitsbehälter in
Berührung
kommen, wodurch sich der Bewegungsvorgang zwischen Funktionsstellung
und Entnahmestellung erleichtert. Ein eventuelles Verhaken zwischen
diesen Bauteilen erfolgt demnach nicht.
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Günstigerweise
kann ein Bewegungsmechanismus vorgesehen sein, mittels dem der Auslassbereich
von einer vorgeschobenen Funktionsstellung in eine rückgezogene
Entnahmestellung und umgekehrt verschiebbar ist. Der Bewegungsmechanismus übernimmt
demnach eine automatische Bewegung des Auslassbereiches zwischen
diesen beiden Stellungen. Die Auslösung und Betätigung des
Bewegungsmechanismus, sowie die Kraftübertragung können vielfältig ausgestaltet
sein.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform weist
der Flüssigkeitsbehälter einen
schwenkbaren Deckel auf. Bevorzugt kann dieser Deckel nicht an dem
Flüssigkeitsbehälter selbst,
sondern an dem Gehäuse
schwenkbar angelenkt sein, wobei der Deckel als Betätigungshandhabe
des Bewegungsmechanismus ausgestaltet ist. In aller Regel muss zur Entnahme
des Flüssigkeitsbehälters der
Deckel geöffnet
werden. Bei dieser Ausgestaltung wird dann gleichzeitig mit dem Öffnen des
Deckels auch der Auslassbereich in die Entnahmestellung übertührt. Anschließend kann
der Flüssigkeitsbehälter ohne Probleme
entnommen und mit Wasser gefüllt
werden. Durch anschließendes
Wiederanfügen
des Flüssigkeitsbehälters und
Schließen
des Deckels, wird der Auslassbereich dann wieder in die Funktionsstellung
zurückbewegt.
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Eine
weitere Ausgestaltung sieht vor, dass der Bewegungsmechanismus eine
Schwenkachse des Deckels umfasst, die mittels eines Exzentertriebs mit
dem Auslassbereich gekoppelt ist. Der Exzentertrieb bestimmt dann,
um welchen Weg sich der Auslassbereich zwischen den beiden Stellungen
bewegt. Darüber
hinaus ist ein Exzentertrieb ein einfaches Mittel, aus einer Drehbewegung
(hier Schwenkung des Deckels) eine möglichst geradlinige Bewegung (hier
des Auslassbereichs) zu bewirken.
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Hierzu
kann der Exzentertrieb ein Schubgestänge umfassen, das an seinem
der Schwenkachse des Deckels abgewandten Ende eine den Auslassbereich
der Rücklaufleitung
verlängernde
Tülle umfasst,
in die der freie Endabschnitt der flexiblen Rücklaufleitung eingesteckt ist.
Dies ermöglicht
eine bessere Führung
des Auslassbereiches, da die Tülle
aus einem starren bzw. stabileren Material hergestellt werden kann,
als die flexible Rücklaufleitung.
Die flexible Rücklaufleitung
kann dann aufgrund ihrer Materialeigenschaften und der gewählten Länge den
Längenausgleich
für die
Bewegung bereitstellen.
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Damit
ein sicheres und exaktes Einfließen des Wassers in den Flüssigkeitsbehälter erfolgt
und ein Abtropfen von Restwasser in der Entnahmestellung möglichst
verhindert wird, kann der Auslassbereich eine Abtropfeinrichtung,
bevorzugt in Form einer Abtropfkante, aufweisen. Diese sorgt dafür, dass in
der Funktionsstellung das Wasser vollständig abtropft und am Auslassbereich
kein Tropfen mehr anhängt,
wenn dieser in die Entnahmestellung zurückbewegt wird. Hier bietet
sich die Kombination mit einem Füllstandssensor
des Flüssigkeitsbehälters an, der
dann verhindert, dass ein Heizvorgang und ein weiteres Nachfließen von
Wasser durch die Rücklaufleitung
erfolgt. Es kann aber auch die Anwesenheit des Flüssigkeitsbehälters und/oder
die Schwenkstellung des Deckels überwacht
werden.
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Der
Flüssigkeitsbehälter und
der Deckel können
im geschlossenen Zustand des Deckels gemeinsam eine Öffnung bilden,
durch die der Auslassbereich hindurchragt. Das sorgt dafür, dass
der Flüssigkeitsbehälter im
Wesentlichen vollständig
geschlossen werden kann, obwohl an einer Stelle der Auslassbereich
in diesen hineinragt.
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Eine
Ausführungsform
sieht vor, dass eine Brüheinheit
vorgesehen ist, die eine Brühkammer umfasst,
und eine Zulaufleitung vorgesehen ist, die über ein Zulaufventil in der
Brühkammer
mündet
und die Rücklaufleitung
vor dem Zulaufventil zum Flüssigkeitsbehälter abzweigt.
Des Weiteren kann die Rücklaufleitung
ebenfalls verschließbar
ausgestaltet sein. Hierdurch wird sichergestellt, dass Ausdehnungsvorgänge, die
in der Zulaufleitung stattfinden, keinen Einfluss auf das Zulaufventil
haben, da das Wasser drucklos in die Rücklaufleitung entweichen kann.
Auch kann vor dem eigentlichen Einleiten von Heißwasser in die Brühkammer
eine Art Spülvorgang stattfinden,
wodurch sichergestellt wird, dass am Zulaufventil auch im Moment
des Öffnens
Wasser mit der gewünschten
Temperatur vorliegt. In diesem Zusammenhang könnte man auch von einer Vorheizung
des Einlaufbereichs der Brühkammer
sprechen.
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Im
Folgenden wird anhand der Zeichnung eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung
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,
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3 eine perspektivische Draufsicht
auf die Brühvorrichtung
mit Flüssigkeitsbehälter und
geöffnetem
Deckel,
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4 den Auslassbereich des
Rücklaufs aus 3 in vergrößerter Darstellung,
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5 den Auslassbereich des
Rücklaufs
in einer vorgeschobenen Funktionsstellung und
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6 den Exzentertrieb aus 3 in einer vergrößerten Darstellung
mit geschlossenem Deckel.
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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 einen
umlaufenden Kragen 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. Vom
Einlaufkanal 12 zweigt kurz oberhalb der Ventilkugel 13 ein
Rücklauf 46 ab,
der zunächst durch
eine Bohrung im Ventilteil 5 verläuft und dann auf der Außenseite
des Ventilsteils 5 sich zwischen dem Ventilteil 5 und
dem Abdeckteil 6 bis zu einem Rücklaufanschluss 47 erstreckt,
der im Abdeckteil 6 ausgebildet ist. Der zwischen dem Ventilteil 5 und dem
Abdeckteil 6 verlaufende Abschnitt des Rücklaufs 46 ist
durch die Dichtungsringe 9 und 10 zur Umgebung
und zur Druckplatte 7 hin abgedichtet. Vor dem Rücklaufanschluss 47 ist
als Floatationskörper
eine Glaskugel 48 angeordnet, die den Rücklauf 46 zum Rücklaufanschluss 47 hin
verschließt.
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 hindurchgeführt 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. Das Federelement 17 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. 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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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 Kafteepads 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 übertührt. 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
vertikaler 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 die Druckplatte 7 mit
dem Federelement 17 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 Brühkammer 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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Bei
der Inbetriebnahme einer Kaffeemaschine befinden sich sowohl im
Einlaufkanal 12 für
das Brühwasser
als auch in der Zuleitung zum Ventilteil 5 Luft, Kondensat
und/oder abgekühltes
Brühwasser. Das
Ventilteil 5 befindet sich dabei ebenso wie die umgebenden
Teile des oberen Brühkammerteils 2 auf
der Temperatur der Umgebung. Die Glaskugel 48 im Rücklauf 46 liegt
auf dem Ventilteil 5 auf und gibt einen Durchlass zum Rücklaufanschluss 47 frei. Nach
der Inbetriebnahme der Kaffeemaschine wird das Brühwasser
in einer Boilervorrichtung erwärmt. Durch
die mit steigender Temperatur zunehmende Ausdehnung des Brühwassers,
wird erwärmtes Brühwasser
durch die Anschlussleitung zum Ventilteil 5 und den Einlaufkanal 12 gedrückt. Das
erwärmte
Brühwasser
ersetzt die bisher in diesen Leitungen stehende Luft, Kondensat
und/oder abgekühltes
Brühwasser,
die durch den Rücklauf
und den Rücklaufanschluss
aus dem Ventilteil 5 herausgeführt werden. Bis zum Erreichen
einer für
den Brühvorgang
ausreichenden Temperatur wird auch ein Teil des bereits erwärmten Brühwassers über den Rücklauf 46 und
den Rücklaufanschluss 47 aus
dem Ventilteil 5 herausgedrückt. Dadurch wird das Ventilteil 5 und
die ihn umgebenden Elemente des Brühkammerteils 2 erwärmt. Dabei
ist die Ausdehnung des Brühwassers
in der Boilervorrichtung so gering und gleichmäßig, dass sich im Rücklauf 46 eine
Strömungsgeschwindigkeit
ausbildet, die nicht ausreicht, die Glaskugel 48 vom Ventilteil 5 abzuheben
und gegen ihren Ventilsitz im Rücklaufanschluss 47 zu
drücken.
In diesem Betriebszustand bleibt daher der Rücklauf 46 offen und
im Ventilteil 5 kann sich kein Druck aufbauen. Beim Erwärmen des
Brühwassers in
der Brühvorrichtung
wird ständig
ein kleiner Strom des erwärmten
Brühwassers über das
Ventilteil 5 geleitet, der beim Abkühlen des Brühwassers aus einem Wasservorratsbehälter in
die Boilervorrichtung nachgeführt
wird, wodurch sich auch in einem Stand-by-Modus das Ventilteil 5 nicht
vollständig
abkühlt
und im Ventilteil 5 ständig
erwärmtes
Brühwasser
zur Zubereitung von Kaffee bereitsteht.
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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 nach der Auslösung des
Brühvorgangs
von einer Pumpe heißes
Brühwasser über die
Anschlussleitung dem Ventilteil 5 zugeführt. Da das Einlassventil aus
Ventilkugel 13, Ventilsitz und Feder 14 zunächst geschlossen ist,
strömt
das in der Anschlussleitung enthaltene Brühwasser mit geringer Temperatur
zum Teil als Leckwasser über
den Rücklauf 46 und
den Rücklaufanschluss 47 aus
dem Ventilteil 5 ab. Der große Volumenstrom durch den Rücklauf 46 erzeugt
im Bereich der Glaskugel 48 eine hohe Strömungsgeschwindigkeit,
die die Glaskugel 48 vom Ventilteil 5 abhebt und
mitreißt.
Die Glaskugel 48 wird gegen den Ventilsitz im Rücklaufanschluss 47 gedrückt und verschließt den Rücklaufanschluss 47.
Als Folge steigt der Druck im Einlaufkanal 12 sowie im
Rücklauf 46.
Durch den Druckanstieg im Rücklauf 46 im
Verhältnis
zum Rücklaufanschluss 47 wird
die Glaskugel 48 in ihrer Schließposition auf dem Ventilsitz
gehalten. Als Folge des Druckanstiegs im Einlaufkanal 12 öffnet sich
das Einlassventil, bevorzugt bei einem Druck, der den bevorzugten
Betriebsdruck zwischen 1,5 bar bis 1,8 bar wesentlich unterschreitet,
bevorzugt zwischen 0,3 bar und 0,8 bar, und der Brühvorgang
kann beginnen. 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 zur Brühkammer 18 durch
die Zuführkanäle 45 und
deren Austrittsöffnungen
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 einen der Federarme 42 und
wird von dort fein verteilt durch den Hohlraum auf dem Kaffeepad
flächig
verteilt. Das Kaffeepad wird zunächst
durch das Wasser befeuchtet und im weiteren Verlauf von dem Brühwasser
durchströmt,
das am Brühkammerauslass 19 aus
der Brühkammer 18 als
Kaffee austritt und über
den Ablauf 26 und dem Auslauf 28 aus der oder
den Auslauftüllen aus
der Brühvorrichtung 1 abläuft. 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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In 3 ist die oben beschriebene
Brühvorrichtung
im eingebauten Zustand in dem Gehäuse 49 einer Kaffeemaschine
dargestellt, wobei die obere Gehäuseabdeckung
entfernt ist. Auf den Wasseranschluss 8 ist eine Zulaufleitung 50 aufgeschoben,
die sich in den hinteren Bereich des Gehäuses 49 zu einem Boiler 51 erstreckt,
der für
die Erwärmung
des Wassers zuständig
ist. Parallel hierzu ist auf den Rücklaufanschluss 47 eine
Rücklaufleitung 52 aufgesteckt.
Bei der Rücklaufleitung 52 handelt
sich um einen flexiblen Schlauch, der mit seinem freien Endbereich
in eine Tülle 53 eingesteckt
ist.
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An
die hintere Kontur des Gehäuses 49 ist ein
abnehmbarer Wassertank 54 als Flüssigkeitsbehälter vorgesehen.
Der Wassertank 54 weist eine Bogenform auf, die sich an
das Gehäuse 49 anschmiegt.
Der Wassertank 54 ist mit einer Griffmulde 55 zur
Entnahme und zum Wiedereinsetzen ausgestattet. Die obere Öffnung des
Wassertanks 54 ist über
einen am Gehäuse
angebrachten Deckel 56 verschließbar. Der bogenförmige Deckel 56 ist
jeweils seitlich am Gehäuse 49 schwenkbar
gelagert und braucht demnach nicht zusammen mit dem Wassertank 54 entnommen
werden. Die beiden seitlichen Endbereiche 57 und 58 des
Deckels 56 sind über eine
Exzenterschwenkachse 59 miteinander verbunden. Die Exzenterschwenkachse 59 erstreckt
sich durch geeignete Öffnungen
in dem Gehäuse 49.
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Die
Exzenter 60 der Exzenterschwenkachse 59 sind mit
einem Schubgestänge 61 verbunden. Das
Schubgestänge 61 weist
zwei parallel zueinander verlaufende Längsstangen 62 und
zwei schräg aufeinander
zulaufende Querstangen 63 auf. Die Querstangen 63 sind
mit der Tülle 53 verbunden.
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Die
Tülle 53 liegt
mit ihrem vorderen Bereich in einer Führungsauflage 64 des
Gehäuses 49 auf. Das
Gehäuse 49 und
der Wassertank 54 weisen in diesem Bereich eine halbkreisförmige Aussparung 65 auf,
die zusammen mit einer gegenläufig,
halbkreisförmig
an der nicht dargestellten Gehäuseabdeckung
und am Deckel 56 gestalteten Aussparung 66 die
Tülle 53 im
geschlossenen Zustand des Deckels 56 umgibt.
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Am
vorderen Ende weist die Tülle 53 eine Abtropfanformung 67 zum
Erzeugen einer Abtropfkante auf.
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Das
Schubgestänge 61 sowie
die Exzenterschwenkachse 59 mit den Exzentern 60 sind
derart ausgestaltet, dass durch die Benutzung des Deckels 56 als
Betätigungshandhabe
die Tülle 53 zusammen mit
der Rücklaufleitung 52 von
der in 3 und 4 gezeigten Entnahmestellung
in die in 5 gezeigte Funktionsstellung überführbar ist.
Zur Verdeutlichung wurde in 5 der
an sich in dieser Stellung geschlossene Deckel 56 weggelassen.
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Anhand
der 6 ist die Anbindung
des Exzenters 60 auf der einen Seite an die Längsstange 56 sehr
gut dargestellt. Die erreichbare Längsverschiebung entspricht
im Wesentlichen dem Abstand der Mittellinie der Exzenterachse 59 und
dem Anlenkpunkt des Exzenters 60 an der Längsstange 62.
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Üblicherweise
befindet sich der Deckel 56 während der Benutzung der Kaffeemaschine
in der in 6 gezeigten
Stellung. In dieser Stellung liegt der Exzenter 60 flach
in Verlängerung
der Längsstange 62 und
die Tülle
ist in die in 5 dargestellte
Funktionsstellung vorgeschoben. Das bedeutet, dass sich der dadurch
gebildete Auslassbereich der Rücklaufleitung 52 in
den Wassertank 54 hineinerstreckt, so dass über den
Rücklauf 52 abfließendes Wasser
in den Wassertank 54 abtropfen kann.
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Soll
nunmehr der Wassertank 54 zu einem neuen Befüllen entnommen
werden, so wird der Deckel 56 in die in 3 dargestellte Stellung hochgeschwenkt.
Gleichzeitig wird die Exzenterachse 59 mitbewegt, so dass
die Exzenter 60 mit ihrer langen Seite nunmehr nach oben
weisen und hierdurch die Längsstangen 56 nach
hinten ziehen. Gleichzeitig wird über die Querstangen 63 auch
die Tülle 53 nach hinten
in die in 4 dargestellte
Entnahmestellung bewegt. Die Abtropfanformung 67 wirkt
hierbei auch als Anschlag an der Führungsauflage 64.
Die Tülle 53 ist
demnach vollständig
aus dem Bereich des Wassertanks 54 hinausbewegt, so dass
dieser entnommen werden kann. Aufgrund der Tatsache, dass der Wassertank 54 mittels
einer Steckaufnahme an der Maschine befestigt ist, muss dieser zuerst
nach oben, also an der Tülle 53 vorbei,
bewegt werden, bevor eine Entnahme möglich ist. In der in 4 dargestellten Entnahmestellung
stellt somit die Tülle 53 für diesen
Bewegungsvorgang kein Hindernis dar. Nach dem Befüllen des
Wassertanks 54 wird dieser wieder an das Gehäuse 49 angefügt und der
Deckel 56 wieder nach unten geschwenkt, wodurch die Tülle 53 wieder
in ihre Funktionsstellung (siehe 5) übertührt wird.