DE2158173B2 - Maschine zur Zubereitung von Aufgüssen, insbesondere von Expresskaffee - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Maschine zur Zubereitung von Aufgüssen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Die modernen Expreßkaffeemaschinen sind vorzugsweise mit gesteuerten Einrichtungen versehen, die selbsttätig die zur Zubereitung des Aufgusses notwendigen Hauptarbeitsgänge durchführen.

Es sind vorzugsweise hydraulisch gesteuerte Maschinen zur Zubereitung von Aufgüssen bekannt, welche die Vorrichtungen zur Dosierung des Kaffeepulvers oder dergl. und zur geeigneten Verdichtung des Pulvers im Verein mit den Mitteln zur Durchführung des Aufgusses und zur Abfuhr des Suds umfassen. Es sind ferner Kaffeemaschinen bekannt (FR 13 64 875 und zugehörige französische Zusatzanmeldung 79 638) bei denen eine in einem Drehtisch axial verschiebbar angeordnete Hülse vorhanden ist, in welche das frische Kaffepulver eingefüllt wird und die dann durch Drehen des Drehtisches unter den Wasserzulauf für das Brühwasser gebracht wird. Diese Hülse wird vor dem Einleiten des Brühwassers durch einen Kolben auf den Brühwasserzulauf aufgeschoben und kann deshalb erst nach Beendigung des Brühvorganges wieder abgesenkt und zur Beschickungsstation für das frische Kaffeepulver weiterbewegt werden. Hierdurch entsteht beträchtliche Totzeit.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Maschine der eingangs genannten Art zu schaffen, die geringere Totzeit aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Teil des Zylindermantels des zweiten Zylinders um eine zur Achse des Zylinders parallele Achse schwenkbar ist und mit einer Feder in geschlossener Stellung gehalten wird, so daß der zweite Zylinder unter Überwindung der Kolbenstange des zweiten Kolbens vom ersten Zylinder entfernbar ist, wenn sich der zweite Kolben im ersten Zylinder zur Bildung des Brühraums befindet.

Die Erfindung ermöglicht es also, den zweiten Zylinder bereits in die seiner Beschickung mit frischem Kaffeepulver dienende Beschickungsstellung zu überführen, während sich der zweite Kolben noch im ersten Zylinder befindet, also während des Brühvorganges und reduziert so die Totzeit erheblich.

Würde ferner der zweite Zylinder erst dann zurückgeführt werden, wenn der zweite Kolben in seine Ausgangslage zurückgekehrt ist, dann würde im zweiten Zylinder der am Filter haftende Kafieesudrca* des vorhergehenden Brüh Vorganges zurückbleiben, wodurch der Geschmack des nachfolgenden Aufgusses beeinträchtigt werden würde. Im Fall von größeren Sudrestmengen würde dann auch der zweite Zylinder unregelmäßig beschickt und das Kaffeepulver unregelmäßig verdichtet werden. Auch dies wird bei der erfindungsgemäßen Maschine vermieden.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 eine Maschine zur Zubereitung von Aufgüssen im Schnitt in Draufsicht,

F i g. 2 einen Schnitt nach der Lini H-Il der Fig. 1,

F i g. 3, 5 und 7 analoge Ansichten wie F i g. 1 des mittleren Teils der Maschine bei verschiedenen Stellungen der beweglichen Elemente,

F i g. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV der F i g. 3,

F i g. 6 einen Schnitt nach der Linie VI-VI der F i g. 5,

Fig.8 einen Schnitt nach der Linie VIII-VIII der F i g. 7 und

F i g. 9 in Schnittansicht von oben eine Variante einer Einzelheit der Maschine nach den Fig. 1—8.

Wie sich insbesondere aus Fig. 1 ergibt, umfaßt die dargestellte Maschine zur Zubereitung von Aufgüssen einen ersten Zylinder 1 mit Mantel 2, der einen Zwischenraum 3 bildet, in dem warmes Wasser, das durch eine Leitung 4 eintritt und durch eine Leitung 5 austritt, umläuft. Im Zylinder 1 ist ein erster Kolben 6 über eine Kolbenstange 7 durch einen in einem achsengleichen Zylinder 9 verschiebbaren Kolben 8 verschiebbar. In den Zylinder 1 münden zwei Kanäle 10 und U zum Einlassen von Warmwasser für die Kaffeezubereitung bzw. zum Austritt des zubereiteten Kaffeeaufgusses.

Eine auf den Kolben 8 einwirkende Druckfeder 13 führt den Kolben 6 in die in F i g. 1 gezeigte Lage, in der er gegen eine Schulter 42 anliegt, wobei jedech die Feder 13 bzw. eine andere analoge Vorrichtung wie nachfolgend näher erläutert wird, nicht unbedingt erforderlich ist. Die Aufwärtsverschiebung des Kolbens 6 im Zylinder 1 wird durch Einlassen eines Druckmittels in den Zylinder 9 durch eine Leitung 14 hindurch gesteuert, welches Druckmittel den Kolben 8 bis zum Anschlag an eine Schulter 15 verschiebt.

In einem achsgleich zum Zylinder 1 angeordneten Zylinder 16 ist ein Kolben 17 verschiebbar angeordnet, der durch Einlaß von Druckmittel durch eine Leitung 18 hindurch entgegen der Wirkung einer Feder 19 bis zu einem Anschlag 43 nach unten verschiebbar ist. Eine Stange 20 verbindet den Kolben 17 mit einem zweiten Kolben 21, der in den Zylinder 1 einführbar ist und stirnseitig mit Kanälen 22 versehen ist, welche das durch die Kanäle 10 eintretende Brühwasser durch ein stirnseitiges Filter 24 in die Kpffeepulverschicht 23 einleiten. Analog trägt auch der Kolben 6 an seiner Stirnseite ein Filter 25 und ist mit Kanälen 26 versehen, durch welche der gebildete Kaffeeaufguß in den

Zylinderraum 27 geleitet wird, aus dem er durch die Kanäle 11 austritt. Während dieser Phase der Zubereitung des Aufgusses wird durch den Doppelmantel des Zylinders 1 Warmwasser geleitet, um den Brühraum auf der günstigsten Temperatur z.j halten. ·-,

Der unbewegliche Teil der Maschine weist zwei ebene Wände 28 und 29 auf, zwischen weichen ein mit einem radialen Trichter 31 versehener zweiter Zylinder 30 beweglich ist, der in der in Fig. 1 und 2 gezeigten Stellung aus einer Kaffeepulverabgabevorrichtung 32 i<> beschickt werden kann.

Der zweite Zylinder 30 wird von einem Arm 33 getragen, der um einen ortsfesten Zapfen 34 schwenkbar und an seinem anderen Ende mittels eines Zapfens 35 mit der Kolbenstange 36 einer an sich bekannten v·. hydraulischen Steuervorrichtung 37 gelenkig verbunden ist, die ihrerseits um einen ortsfesten Zapfen 38 schwenkbar ist.

Cin Teil 39 des Zylindermantels des zweiten Zylinders 30 ist mittels eines Scharniers 40 mit d.m übrigen >o Zylindermantel gelenkig verbunden und kann entgegen der Wirkung einer Feder 41 nach außen geöffnet werden.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, weist die Wand 29 einen Durchbruch für den zweiten Kolben 21 auf, dessen y, Kolbenstange 20 in Fig. 2 im Schnitt sichtbar ist. In gleicher Weise ist auch die Wand 28 ausgebildet.

Unter Bezugnahme auf die nachfolgenden tcii weisen Darstellungen der Maschine in verschiedenen Bcmebsstellungen, wird nun kurz die Wirkungsweise der »1 Maschine erläutert. Die in den F i g. 1 und 2 dargestellte Stellung ist die erste eines vollständigen Arbeitskreislaufes, der sich jeweils in gleicher Weise wiederholt. '

In dieser Stellung liegen die Kolben 6 und 21 einander gegenüber und bilden den Brühraum, in welchem das r> Kaffeepulver 23 enthalten ist. Diese Stellung der Kolben 6, 21 wird durch in den Zylinder 16 durch die Leitung 18 eingeleitetes Druckwasser aufrechterhalten. In dieser Stellung kann der Kaffeeaufguß erzeugt werden, indem Warmwasser durch den Kanal 10 eingeleitet wird. Der Kaffeeaufguß wird durch den Kanal 11 abgeführt. Der zweite Zylinder 30 befindet sich in einer derartigen Lage, daß in ihn eine Kaffeepulverdosis aus der Abgabevorrichtung 32 eingeführt werden kann.

Nach beendeter Zubereitung des Kaffeeaufgusses -r> wird der Druckmittelzufluß zur Leitung 18 unterbrochen und diese Leitung 18 wird in an sich bekannter Weise mit einem Ablaß in Verbindung gese'.zt. Unter der Wirkung der Feder 19 bewegen sich die Kolben 17 und 21 nach oben (Fig. 1). Gleichzeitig wird in den w Zylinder 9 durch die Leitung 14 Druckmittel eingeführt, so daß die Kolben 8 und 6 nach oben verschoben werden. Der Kaffeesud wird somit aus dem ersten Zylinder 1 ausgestoßen. Bekanntlich besitzt d'nser Sud nach dem Aufbrühvorgang die Neigung, einen mehr oder weniger kompakten Kuchen zu bilden, der an den Filtern 24 und 25 eine gewisse Haftneigung besitzt. Es ist daher möglich, daß der Kuchen beim Austritt aus dem Zylinder 1 an einem der beiden Filter 24, 25 haftet bzw. teilweise an einem und teilweise am anderen Filter f>o haftet. Es ist wichtig darauf hinzuweisen, daß am Ende der Aufwärtsverschiebung der Kolben 6 und 21 ihre Stirnflächen mit den Wänden 28 bzw. 29 ausgerichtet sind. Wenn nun die hydraulische Steuervorrichtung 37 unter Druck gesetzt wird, um die Verschwenkung des ω Armes 33 um den Zapfen 34 hervorzurufen, dann wird der zweite Zylinder 30 ebenfalls mit verschwenkt. Bei dieser Verschwenkung muß sich in der dargestellten Ausführung auch die Steuervorrichtung 37 um den Anlenkzapfen 38 verschwenken. Die Fig.3 und 4 zeigen die Kolben 6 und 21 in ihren ganz angehobenen Stellungen, während denen der zweite Zylinder 30 zusammen mit der in ihm enthaltenen abgemessenen Kaffeepulvermenge zwischen diese beiden Kolben 6,21 verschwenkt wird. Bei dieser Verschwenkung streift der zweite Zylinder 30 gegen die Filter 24 und 25, wobei die etwa an ihnen haftengebliebenen Sudresi? abgestrichen werden. In Fig.3 ist der häufigere Fall angenommen, daß der Kaffeesudkuchen 23 am Filter 25 haften blieb. Es ist klar ersichtlich, wie dieser Kuchen durch die Bewegung des zweiten Zylinders 30 abgestreift wird.

Sobald der zweite Zylinder 30 achsgleich zum ersten Zylinder 1 liegt, wird die Druckmittelzufuhr zur Leitung 14 unterbrochen und dieselbe wird in bekannter Weise mit einem Ablaß in Verbindung gesetzt, so daß der Kolben 6 unter der Wirkung der Feder 13 nach unten verschoben wird. Es wird hingegen Druckmittel der Leitung 18 zugeführt, so daß der Kolben 17 zusammen mi: dem Kolben 21 nach unten verschoben wird, bis er an dem Anschlag 43 zum Anliegen kommt. Der Kolben 21 dringt in den zweiten Zylinder 30 ein und drückt die sich in ihm befindliche Kaffeepulvermenge in den ersten Zylinder 1, wobei das Kaffeepulver gegen den Kolben δ verdichtet wird und die Teile die in den Fig.5 und 6 dargestellte Lage einnehmen.

Es kann an dieser Stelle bemerkt werden, daß die Feder 13 oder dergl. zur Rückführung des Kolbens 6 dann als überflüssig angesehen werden kann, wenn vorgesehen ist, daß der Kolben 6 zusammen mit der zwischen ihm und dem Kolben 21 liegenden frischen Kaffeepulvermenge vom Kolben 2t nach unten verschoben wird.

Fallweise kann es vorteilhaft und wünschenswert sein, daß die Abmessungen des Brühraumes zwischen den Kolben 6 und 21 in Abhängigkeit von der Menge des eingebrachten Kaffeepulvers veränderlich sind. Auf diese Weise kann eine zu starke bzw. zu schwache Verdichtung des Kaffeepulvers vermieden werden, die jedenfalls die Güte des Kaffeeaufgusses herabsetzen und Schwierigkeiten hinsichtlich der Abfuhr des Kaffeesuds mit sich bringen würden. Ein Brühraum mit veränderlichen Abmessungen ist sowohl zur Anpassung an das unterschiedliche Volumen, welches Mengen gleichen Gewichts je nach der Kaffeeart bzw. der Feinheit des Pulvers haben können, als auch zur Anpassung an die Volumenveränderungen zweckmäßig, die das Kaffeepulver während des Brühvorganges erleidet. Wenn das Kaffeepulver benetzt wird, dann neigt es nämlich zum Aufquellen, um anschließend während des Durchströmens des Wassers durch die Masse wieder an Volumen einzubüßen.

Ein Brühraum mit veränderlichem Volumen kann in der in Fig. 9 dargestellten Weise verwirklicht werden. Zwischen der Druckmittelzu- bzw. Ablaßleitung 51 und der Anschlußleitung 14 des Zylinders 9 liegt ein Rückschlagventil, das aus einer Kugel 44 besteht, die in einem Hohlraum 50 eines Zylinderkörpers 45 beweglich ist, der seinerseits mit seitlichem Spiel entgegen der Wirkung einer Feder 46 im am Zylinder 9 angeschraubten Ventilkörper 47 beweglich ist. Das zufließende Druckmittel gelangt in die Leitung 14, nachdem es den Hohlraum 50 des Zylinderkörpers 45 und geeignete Kanäle 52 desselben, welche den Hohlraum 50 mit der Leitung 14 in Verbindung setzen, durchquert hat, wie immer auch die Lage der Kugel 44 im Hohlraum 50 ist. Der Druckmittelausfluß aus der Leitung 14 wird

hingegen durch die Kugel 44 unterbunden, die sich in der in Fig. 9 gezeigten Lage anordnet. Bei einem gewissen Druckwert wird jedoch der Zylinderkörper 45 entgegen der Wirkung der Feder 46 nach unten verschoben, so daß das Druckmittel zwischen dem Zylinderkörper 45 ^r> und dem Ventilkörper 47 ausfließen kann. Durch geeignete Eichung der Feder 46 kann der Druckwert verändert werden, bei welchem der Ausfluß des Druckmittels stattfinden kann. Wenn die Kolben 6 und 8 durch den Kolben 21 mit dem dazwischenliegenden Kaffeepulver verschoben werden, dann wird das Kaffeepulver auf einen Druckwert verdichtet, der im wesentlichen demjenigen für den Austritt des Druckmittels aus dem Zylinder 9 entspricht. Die Anschlagschulter 42 im Zylinder 1 für den Kolben 6 wird dann so tief !"> angeordnet, daß durch sie der Kolben nur in Ausnahmefällen bei nicht regulärer Kaffeepulverbeschickung angehalten wird.

Zusätzlich bzw. anstelle der Mittel, welche den Ablaßdruck im Zylinder 9 aufrechterhalten, kann eine >o Feder 48 vorgesehen sein. Diese Feder 48 liegt in einer Ausnehmung 49 am Boden des Zylinders 9 und gegen sie kommt der Kolben 8 zur Anlage, wenn der Kolben 6 im Zylinder 1 gesenkt wird, um den Brühraum zu bilden. Jede Volumensveränderung, auch eine Verkleinerung 2ϊ des Volumens des Kaffeepulvers, wird auf diese Weise elastisch kompensiert, so daß der Druck auf das Kaffeepulver während der Gesamtzeit des Brühvorganges im wesentlichen gleichbleibt.

Die auf diese Weise abgeänderte Maschine ist J" geeignet, größere oder kleinere Kaffeepulvermengen zur Erzeugung von mehr oder weniger konzentrierten Aufgüssen zu verwenden.

Ein Brühraum mit elastisch veränderlichem Volumen könnte auch erhalten werden, wenn kein Anschlag 43 i> für den Kolben 17 vorgesehen wird, so daß der Kolben 21 bei Veränderung des Kaffeepulvervolurnens während des Brühvorganges frei beweglich ist. In diesem Fall muß natürlich der Speisedruck des Zylinders 16 in der gleichen Größenordnung (jedoch nicht übermäßig w groß), wie der des Druckes sein, mil welchem das Kaffeepulver verdichtet werden soll. Dies kann jedoch eine unregelmäßige Bewegung der Kolben 17 und 21 hervorrufen, wenn dieselben bei ihrer Verschiebung aus irgendeinem Grunde einem anomalen Widerstand begegnen sollten.

Befindet sich die Maschine in der in den F i g. 5 und 6 gezeigten Stellung, dann kann der Brühvorgang begonnen werden, wobei gleichzeitig der zweite Zylinder 30 in die in Fig. 1 gezeigte Beschickungsstel- 5" lung zurückgeführt werden kann. Durch entsprechende Beaufschlagung der Steuervorrichtung 37 wird dabei der zweite Zylinder 30 um den Zapfen 34 verschwenkt. Dabei stößt das sektorförmige, bewegliche Teil 39 des Zylindermantels des zweiten Zylinders 30 gegen die Kolbenstange 20 und wird dadurch verschwenkt, so daß der Durchtritt der Kolbenstange 20 gestattet wird, wie dies in den F i g. 7 und 8 dargestellt ist Nach Überwindung der Kolbenstange 20 wird das Teil 39 durch die Wirkung der Feder 41 wieder in seine geschlossene Lage zurückgeführt und die gesamte Vorrichtung kehrt in die in den F i g. 1 und 2 gezeigte Lage zurück.

Die durch diese Rückführmöglichkeit des rweiten Zylinders 30 erzielten Vorteile können wie folgt zusammengefaßt werden. Dank des Vorhandenseins des beweglichen Teils 39 braucht man mit der Rückführung des zweiten Zylinders 30 nicht warten, bis der zweite Kolben 21 zurückgeführt wurde, wodurch eine unzweckmäßige Totzeit gespart wird. Würde ferner der zweite Zylinder 30 erst dann zurückgeführt werden, wenn der Kolben 21 in seine obere Lage zurückgekehrt ist, dann würde in dem zweiten Zylinder 30 der am Filter 24 haften gebliebene Kaffeesudrest des vorhergehenden Brühvorgangs zurückbleiben, wodurch der Geschmack des nachfolgend zubereiteten Aufgusses eine Veränderung erfahren würde und im Fall von größeren Mengen an Sudresten eine unregelmäßige Beschickung des zweiten Zylinders 30 sowie eine unregelmäßige Verdichtung des Kaffeepulvers zwischen den Kolben 6 und 21 stattfinden würde.

Die Aufeinanderfolge der zyklisch durchgeführten Arbeitsgänge der Maschine wurde zum Zwecke des leichteren Verständnisses der Funktion der verschiedenen Bestandteile der Maschine ausgehend von der in F i g. 1 gezeigten Lage erläutert. Die Ruhestellung der Maschine kann jedoch eine beliebige andere zweckmäßige Stellung sein. Bspw. kann die Ruhestellung diejenige sein, die unmittelbar der in den Fig.3 und 4 dargestellten Lage folgt, in welcher die Kolben 6 und 21 voneinander entfernt sind und der zweite Zylinder 30 mit einer in ihm enthaltenen Kaffeepulvermenge bezüglich der Kolben 6,21 axial angeordnet ist.

Es sei ferner darauf hingewiesen, daß es die Bewegung des zweiten Zylinders 30 gestattet, die Kaffeepulverabgabevorrichtung 32 von dem durch den Zylinder 1 gebildeten Brühraum entfernt anzuordnen, so daß sie seitens des Dampfes nicht beaufschlagt werden kann, der beim Öffnen des Brühraumes nach dem Brühvorgang entwickelt wird. Zur größeren Sicherheit ist der Beschickungstrichter der Kaffeepulverabgabevorrichtung 32 im Augenblick des Öffnens des Brühraumes durch den zweiten Zylinder 30 abgedeckt Auf diese Weise wird eine Befeuchtung dieses Beschickungstrichters vermieden, welche eine Verstopfung zufolge des Zusammenballens des Kaffeepulvers zur Folge haben könnte.

Es wurde die Wirkungsweise der dargestellter Maschine erläutert, ohne daß besonders auf die Systeme zur Zufuhr des Brühwassers sowie des Druckwassers für die hydraulische Steuerung der beweglichen Teile eingegangen wurde, da diese Systeme an sich bekannt sind und bei herkömmlichen Maschinen dieser ArI verwendet werden.

Insbesondere ist es möglich, zwei Vorrichtungen, die gleichzeitig funktionieren müssen, gemeinsam an eine einzige Speisequelle anzuschließen. Es kann aber auch ein bewegliches Element vorgesehen sein, welches arr Ende seines Verschiebeweges über an sich bekannte Mittel ein Steuersignal zur Inbetriebsetzung de< beweglichen Elementes abgibt, welches in der ober beschriebenen Reihenfolge von Funktionen die nachfol gendende Funktion ausübt. Auf diese Weise kanr anschließend an eine anfängliche Handsteuerung dif vollständige Aufeinanderfolge von Wirkungen folgen welche die Zubereitung des Getränkes hervorrufen wodurch ein selbsttätiger Arbeitsablauf verwirklich wird, der die Maschine besonders dafür geeignet macht in Münzautomaten zur Getränkezubereitung oder abei in selbsttätig arbeitenden Barmaschinen Verwendung zu finden.

Auf analoge Weise kann der Kanal 10 zur Zuführuni des Brühwassers gleichzeitig mit der Steuervorrichtun| 37 des zweiten Zylinders 30 gespeist werden, so daß siel der zweite Zylinder während der Zubereitung de: Aufgusses in der Beschickungslage anordnet, wie die:

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zweiten Zylinders 30 entsprechend anders geformt sein. oben beschrieben wurde.

Dieser Trichter 31 könnte auch unmittelbar an der Es ist ferner darauf hinzuweisen, daß die in

Wand 29 angebracht sein, und zwar in einer Lage, die waagerechter Anordnung erläuterte Maschine ohne

mit der des zweiten Zylinders, in den Fig. 1 und 2, weiteres auch lotrecht angeordnet sein könnte. In

korrespondiert. i diesem Fall muß natürlich der Einfülltrichter 31 des

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1
Patentanspruch:

Maschine zur Zubereitung von Aufgüssen, insbesondere von Expreßkaffee, mit zwei Zylindern gleichen Durchmessers, wobei in dem ersten Zylinder ein Brühraum zwischen einem im Zylinder verschiebbaren ersten Kolben und einem in den Zylinder eindringenden zweiten Kolben gebildet wird und wobei der an beiden Enden offene, der Beschickung des Brühraumes mit Kaffeepuiver iu dienende, zweite Zylinder zwischen zwei Abdichtungswänden von einer zum ersten Zylinder achsgleichen Stellung, in der das Kaffeepulver vom in den ersten Zylinder eindringenden zweiten Kolben in den Brühraum gedrückt wird, in eine zweite vom ersten Zylinder entfernte Stellung, in welcher Kaffeepulver aus einer Vorrichtung in den zweiten Zylinder dosiert wird, bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil (39) des Zylindermantels des zweiten Zylinders (30) um eine zur Achse des Zylinders parallele Achse (40) schwenkbar ist und mit einer Feder (41) in geschlossener Stellung gehalten wird, so daß der zweite Zylinder (30) unter Überwindung der Kolbenstange (20) des zweiten Kolbens (21) vom ersten Zylinder (1) entfernbar ist, wenn sich der zweite Kolben (21) im ersten Zylinder (1) zur Bildung des Brühraums befindet.