DE1938163B2 - Filtriervorrichtung zum Zubereiten von Getränken - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Filtriervorrichtung zum Zubereiten von Getränken, insbesondere für Verkaufsautomaten, mit einer beweglichen, einen angetriebenen Kolben umschließenden und eine Zuleitung für Ingredienzen aufweisenden Preßkammer, deren Endrand sich während des Preßhubes des Kolbens auf einem Filterstreifen abdichtend abstützt und beim Rückwärtshub des Kolbens vom Filterstreifen abhebt, einem auf einer angetriebenen Welle sitzenden Steuerorgan zur Steuerung der periodischen Bewegung der Preßkammer wenigstens während eines Teilzyklus, einem mit dem Steuerorgan zusammenwirkenden, mit der Preßkammer verbundenen Begleitorgan und einer Pleuelstange sowie einer um die angetriebene Welle umlaufenden Kurbel zur Erzeugung des Kolbenhubes.

Bei einer bekannten Filtriereinrichtung dieser Art, wie sie etwa aus der USA.-Fatentschrift 3 203 340 bekannt ist, stehen das Steuerorgan und das Begleitorgan während des Preßhubes nicht in Eingriff. Vielmehr kommer) Steuerorgan und Begleitorgan erst zu Beginn des Rückwärtshubes in Eingriff, während die Wirkverbindung am Ende des periodischen Zyklus wieder aufgehoben wird. Das Anpressen des unteren Endrandes der Preßkammer an den Filterstfeifen kann somit bei der bekannten Filtriervorrichtung nicht durch Steuerorgan und Begleitorgan erfolgen, vielmehr ist hierzu während des Preßhubes eine Feder erforderlich. Letztere wird während des Rückwärtshubes aufgezogen, so daß die Preßkarnmer am Ende des Zyklus, sobald das Begleitorgan mit dem Steuerorgan außer Eingriff kommt, schlagartig zurückfällt

und mit ihrem unteren Endrand in dichtende Anlage mit dem frisch herangeführten Bereich des Filterstreifens gelangt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die bekannte Filtriervorrichtung derart weiterzubilden, daß die Preßkammer zur Verbesserung der Abdichtwirkung mit einer höheren Preßkraft auf den Filterstreifen einwirkt, als dies durch die Verwendung einer Druckfeder während des Preßhubes möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Filtriervorrichtung der eingangs genannten Art gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, daß das Steuerorgan und das Begleitorgan nur während der zweiten Hälfte des Preßhubes in Eingriff stehen.

ao Dadurch, daß Steuer- und Begleitorgan nicht während des Rückwärtshubes, sondern während des Preßhubes in Eingriff stehen, wird der untere Endrand der Preßkammer durch das Zusammenwirken beider Organe mit einer wesentlich größe^ren Kraft gegen den

Filterstreifen gepreßt, als sie durch eine Druckfeder ausgeübt werden könnte. Die Preßkammer fällt bei Beendigung des Rückwärtshubes nicht schlagartig auf den Filterstreifen, vielmehr steht sie praktisch während des gesamten Zyklus mit dem Filtetstreifen in

Berührung, wobei die Preßkammer während der ersten Hälfte des Preßhubes auf dem Filterstreifen unte. ihrem eigenen Gewicht aufsitzt, während der zweiten Hälfte des Preßhubes durch Steuerorgan und Begleitorgan angedrückt wird, zu Beginn des Rü;:kwärtshu-

bes vom Filtermaterial abhebt und während des restlichen Teils des Rückwärtshubes wiederum unter ihrem eigenen Gewicht auf dem Filterstreifen ruht. Im Gegensatz zu der bekannten Filtriervorrichtung erfolgt das Anheben der Preßkammer nicht durch Steuerorgan und Begleitorgan, sondern lediglich dadurch, daß die Preßkammer durch die zwischen ihr und dem Kolben auftretende Reibung hochgehoben wird.

Das Steuerorgan ist vorzugsweise nockenförmig und das Begleitorgan rollenförmig ausgebildet, wobei das Steuerorgan um etwa 90° zu den Kurbeln phasenversetzt sein und sich die Krone des nockenförmigen Steuerorgans über mehr als 180° erstrecken kann. Die Erfindung wird nachstehend an Hand des in den Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigt

F i g. 1 einen Vertikalschnitt durch die Filtriervorrichtung für die Anwendung in einem Verkaufsautomaten, und

F i g. 2 einen Vertikalschnitt durch die Vorrichti'ng nach Fig. 1 gemäß Linie H-II, gesehen in Pfeilrichtung.

In einer Stützplätte 1 des Verkaufsautomaten ist gemäß Fig. 1 ein Widerlager 2 für das Fütermate-

rial 3 und für eine Preßkammer 4 angeordnet. Im Widerlager 2 ist ein Fangbecher 5 mit Ablauf 6 montiert. Der obere Rand des Fangbechers trägt einen Dichtungsring 7, vorzugsweise aus elastischem Material. Weiter ist auf dem oberen Rand des Fangbechers ein

6s starres Gitter 8 montiert. Über das Widerlager 2, den Ring 7 und das Gitter 8 wird ein Streifen Filtermaterial 3 geführt, der von einer im Schrank des Verkaufsautomaten gelagerten Rolle 9 gezogen werden kann.

Der Streifen Filtermaterial läuft über die Rollen 10 und H und kann mittels einer Vorschubrolle 12 mit einer Druckrolle 13 weitergezogen werdein. Die Wirkungsweise der Rollen 12 und 13 wird später beschrieben werden. Der Rand 14 des unteren offenen Endes der Preßkammer 4 drückt fest auf das Filtermaterial und den darunter angeordneten elastischen Ring 7, damit eine gute Dichtung der Pireßkammer auf dem Filtermaterial erzielt wird. Oberhalb der Preßkammer 4 ist eine Führung 15 für den Kolben 16 vorgesehen. Die Führung 15 für den Kolben wird von einer Wandung der Preßkammer 4 gebildet, und der innere Durchmesser dieser Führung 15 ist größer als der innere Durchmesser der Preßkammer 4. Der Kolben ist mit federnden Kragen 17 versehen und paßt dichtend in die Preßkammer 4. Die in Fi g. 1 gezeichnete Stellung des Kolbens 16 ist die oberste Stellung. Unter dem Kolben 16 unmittelbar oberhalb der Pießkammer 4 ist eine Zuleitungsöffnung 18 für die zu filtrierenden und zu rvtrahierenden Ingredienzen angeordnet. Diese bildet die Verbindung zwischen der Preßkammer 4 und einem Schüttbecher 19. Der Schüttbecher 19 ist an der oberen Seite offen und ist unterhalb einer Dosier- und Abgabevorrichtung 20 für die zu extrahierenden Ingredienzen aus dem Behälter 21 angeordnet. Um eine zu große Streuung der Ingredienzen zu verhüten, wenn sie aus der Abgabevorrichtung 20 heraustreten, ist ein Schütttrich^er 22 vorgesehen. Heißes Wasser kann nach Öffnen eines Ventils aus einer Tülle 23 gegen diesen Schütttrichter 22 strömen. Infolgedessen wird ein Wassermantel um den Schütttrichter 22 gebildet, und die Ingredienzen kommen unmittelbar mit dem vom Schütttrichter ablaufenden Wasser in Berührung und gelangen weiter in den Schüttbecher 19. Dadurch wird eine gute Mischung von Ingredienzen, wie gemahlenem Kaffee mit Wasser, erhalten, und diese Suspension fließt aus dem Schüttbecher 19 durch die Öffnung 18 hindurch in die Preßkammer 4. Auf diese Weise wird eine gute Ausbreitung der Ingredienzen über das Filtermaterial 3 unten in der Preßkammer erzielt. Das Zulassen einer abgemessenen Wassenrenge aus der Tülle 23 sowie die Betätigung der Dosier- und Abgabevorrichtung 20 erfolgen mittels einer separaten Steuervorrichtung des Verkaufsautomaten, deren Wirkungsweise nicht beschrieben zu werden braucht. Es soll nur erwähnt werden, daß in Verkaufsautomaten eine bestimmte Programmschaltung vorgesehen ist, damit nach dem Ausschütten der Ingredienzen in den Becher 19 und deren Abführung in die Preßkammer 4 der Kolben 56 meinen Preßhub beginnt.

Um den Kolben antreiben zu können, ist er mit einem Zapfen 23a versehen, dessen Enden durch diametral in der als Führung dienenden Wandung 15 angeordnete Schlitze 24 hindurch mäch außen ragen. An den Enden des Kolbenzapfens 23a sind Pleuelstangen

25 montiert. Jede Pleuelstange ist durch einen Spalt

26 des Widerlagers 2 geführt. Die unteren Enden der Pleuelstangen sind mit einer Kurbel 28 an einem Zahnrad 27 verbunden. Es sind zwei Kurbeln und zwei Zahnräder 27 vorhanden; diese sind in Fig. 2 mit a bzw. b markiert, das heißt eine Kurbel 28a an einem Zahnrad 27a und r ine Kurbel 286 an einem Zahnrad 27fr. Es ist deutlich, daß bei Drehung der Zahnräder

27 mit den Kurbel) 28 die Pleuelstangen 25 sich dementsprechend bewegen und der Kolben lift den Preßhub und einen darauffolgenden rückläufigen Hub ausführt. Die Zahnräder 27 sind auf einer gemeinsamen Achse 29 befestigt, An der der Kurbel abgewandten Seite der Zahnräder 2 ist ein Steuerorgan 30 vorgesehen. Mit der Umfangskante dieses Organs 30 arbeitet ein an einer Zugstange 31 befestigtes Begleit-

5 organ 32 zusammen. Es sind wieder zwei Nocken vorhanden, die mit 30« und 30 & bezeichnet sind. Auch sind zwei Zugstangen 31a und 316 vorhanden, und jede dieser Zugstangen verläuft durch einen Spalt 33 des Widerlagers 2, Die Zugstangen 31 sind mit Zapfen

ίο 36 versehen, die in Lagertöpfe 34 passen, die diametral einander gegenüber an der Wandung der Preßkammer 4 vorgesehen sind. Die Lagertöpfe sind an der oberen Seite offen und zwar derart, daß die Zugstangen 31 mit ihren Zapfen aus den Lagertöpfen her-

ausgleiten können, wenn die Preßkammer entfernt werden soll. Jeder Zapfen 36 ist mit einer Mutter 35 an der Zugstange 31 befestigt. Zwischen der Mutter 35 und der Zugstange liegt >. _;-.ie mit einem Vorsprung 38 versehene Platte. Die VorFprünge 38 liegen mit etwas Spiel oberhalb ausragender Teile der Lagertöpfe 34 für einen noch zu erläuternden Zweck. Mittels eines mit der Mutter 35 nachstellbaren Stiftes 37 kann die Zugstange 31 derart zum Zapfen 36 nachgestellt werden, daß der untere Rand 14 der Preßkammer fest auf das Filtermaterial 3 und den darunterliegenden drückt. Die Form der Steuerorgane 30 ist in Fig. 1 erkennbar; die Steuerorgane 30 sind 90° zu den Kurbeln 28 in Phase versetzt. Die Krone der Organe 30 erstreckt sich aber über mehr als 180°. Wenn die Kurbeln 28 in ihren oberen Lagen stehen, wie in den Fig. 1 und 2 gezeichnet, und die Zahnräder sich in Richtung des Pfeils 39 drehen, wird der Kolben 16 den Preßhub durchlaufen. Die Preßkammer 4 ist mit dem unteren Rand 14 auf dem Filtermaterial festgezogen, da schon, bevor die Kurbel 28 in die Höchstlage gelangt, die Begleitorgane 32 schon auf die Kronen der Steuerorgane 30 auflaufen (siehe Fig. 1). Bei Drehung der Zahnräder 27, in Richtung des Pfeiles 39, bis die Kurbeln 28 ihre unterste. L^ge durchlaufen und der Kolben 16 den Rückhub anfängt, läuft zugleich die Rolle 32 von der Krone des Nockens 30 zum Nockenfuß. Dies bedeutet, daß die Preßkammer 4 nicht mehr auf das Filtermateria' 3 gezogen wird, und infolge der Reibung des Kolbens 16 mit der Wandung der Preßkammer wird diese sich mit dem Rückhiib des Kolbens 16 mitbewegen und vom Filtermaterial 3 abgehoben.

Wie schon erwähnt, sind die zu filtrierenden und zu extrahierenden Stoffe schon in die Preßkammer 4 geführt, bevor der Kolben 16 den Preßhub anfängt. Die Menge· dieser Stoffe ist bezüglich des Volumens der Preßkammer 4 derart bemesssn, daß zwischen dem Kolben und den Stoffen eine Luftblase vorhanden ist. Dies ist vorteilhaft, da die in die Preßkammer 4 eingebrachten Stoffe nicht mit dem Kolben 16 in berührung kommen. Weiter wird wegen des Vorhandenseins der Luftblase das Abheben der Preßkammer 4 vom Filtermaterial erleichtert.

Auf der Welle 29 der Zahnräder 27 ist weiter ein Steuer-Nocken 40 vorgesehen, mit dem eine Steuerrolle 41 und eine Zugstange 42 zusammenarbeitet. Die Zugstange 42 steht mit einem Bügel 43 in Verbindung, der um den von der Rolle 11 herunterhängenden Streifen aus Filtermaterial 3 greift, wobei der Bü-

gel an eine Lagerplatte 44 für zwei Rollen 13 gekuppelt ist. Wenn nun die Steuerrolle 41 der Zugstange 42 auf die Krone des Steuernockens 40 läuft, zieht die Zugstange 42 mit dem Bügel 43 die Rollen

13 gegen das Filtermaterial 3 und sie drücken das Filtermaterial gegen die Transportrolle 12. Da die Transportrolle 12 mittels Zahnräder mit den Zahnrädern 27 in Verbindung steht, wird das Filtermaterial weiter transportiert und ein neuer Teil des von der Rolle 9 ablaufenden Filtermaterialstreifens gelangt unter die Preßkammer 4, Auf dem von der Rolle 11 hinunterhängenden Teil des Filtermaterials sind Kuchen 45 aus Rückständen der filtrierten und extrahierten Stoffe vorhanden. Das Filtermaterial mit dem Kuchen 45 kann in einem dafür bestimmten Behälter aufgefangen werden. Die Stellung des Steuernockens 40 mit Bezug auf die Kurbeln 28 und die Nocken 30 ist derart, daß das Transportieren des Filtermaterials erfolgt, nachdem die Preßkammer 4 vom Filtermaterial abgehoben worden ist, also während des Rückhu

bes des Kolbens 16.

Bei der Aufwärtsbewegung der Preßkammer 4 wire diese über einen beschränkten Winkel kippen, da die Zugstangen 31 derart geführt sind, daß sie eine geradlinige Bewegung ausführen, während die Kolbenstangen 25 eine seitliche Bewegungsmöglichkeit in der Schlitzen 26 haben. Dieses Kippen der Preßkammer A ist aber beschränkt, und dazu dienen die Vorsprünge 38 der Platte. Wenn die Preßkammer nicht mehr kippen darf, drückt ein Vorsprung 38 auf einen ausragenden Teil der Lagertöpfe 34. Bei der Kippbewegunj wird diese Seite der Preßkammer bei der Rolle 11 etwas höher angehoben als die Seite der Preßkammei bei der Rolle 10. Der Kuchen aus Filterrückständer kann deshalb leichter unter dem Rand 14 der Preßkammer herausgeschoben werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Filtriervorrichtung zum Zubereiten von Getränken, insbesondere für Verkaufsautomaten, mit einer beweglichen, einen angetriebenen Kolben umschließenden und eine Zuleitung für Ingredienzen aufweisenden Preßkamraer, deren Endrand sich während des Preßhubes des Kolbens auf einem Filterstreifen abdichtend abstützt und beiro Rückwärtshub des Kolbens vom Filterstreifen abhebt, einem auf einer angetriebenen Welk sitzenden Steuerorgan zur Steuerung der periodischen Bewegung der Preßkammer wenigstens während eines Teilzyklus, einem mit dem Steuerorgan zusammenwirkenden, mit der Preßkammer verbundenen Begleitorgan und einer Pleuelstange sowie eiGur um die angetriebene Welle umlaufenden Kurbel zur Erzeugung des Kolbenhubes, d adurch gekennzeichnet, daß das Steuerorgan (30) und das Begleitorgan (32) nur während der zweiten Hälfte des Preßhubes in Eingriff stehen.

2. Filtriervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerorgan (30) nockenförmig und das Begleitorgan (32) rolienförmig ausgebildet sind.

3. FiltrHrvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerorgan (30) um etwa 90° zu den K-rbeln (28) phasenversetzt ist.

4. Filtriervorrichtung nau* einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Krone des nockenförmigen Steuerorgans (30) über mehr als 180° erstreckt.