DE2327259A1 - Maschine zum zubereiten eines getraenkes, insbesondere eines kaffeegetraenkes - Google Patents

Description

Die Erfindung betriffteine Maschine zum Zubereiten eines Getränkes, insbesondere eines Kaffeegetränkes, mit einer Steuereinheit, einer Filtriereinheit sowie einem Aufbereitungsteil für eine Flüssigkeit, wobei der Aufbereitungsteil zwischen der Filtriereinheit und einer Zuleitung der frischen Flüssigkeit eingeschaltet ist.

Eine derartige Maschine zum Zubereiten von Getränken ist bereits bekannt und ist in der schweizerischen Patentschrift Nr. 475 750 beschrieben.

Der Aufbereitungsteil für eine Flüssigkeit besteht bei dieser vorbekannten Maschine aus einer Dosiervorrichtung sowie aus einem Erhitzer, die miteinander über · ein Dreiwegventil verbunden sind, über welches auch die Belieferung der gesamten Maschine mit Frischwasser erfolgt.

Die Dosiervorrichtung weist einen zylinderförmigen Behälter auf, in welchem elektrische Kontakte auf verschiedenen Höhen angeordnet sind. Der Abstand der einzelnen Kontakte vom Boden des Behälters gibt die jeweils erforderliche Menge Wasser an, welche nach einer weiteren Umstellung des Dreiwegventils in eine Pumpe und von dort in den Erhitzer geliefert wird.

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Von diesem Erhitzer gelangt dann das Wasser in einen Rotor, der sich in einer Filtriereinheit der Maschine befindet. Der Rotor weist zwei axial einander gegenüberliegende Ausnehmungen, die mit Kaffeesatz gefüllt werden, und in welche Kanäle für Heisswasser vom genannten Erhitzer führen. Die Filtriereinheit ist ferner mit einem Ablaufrohr für das zubereitete Getränk versehen, das dadurch zu einer in der Filtereinheit aufgestellten Tasse abfliesst. Die Drehung des Rotors ist derart gesteuert, dass er sich schrittweise und jeweils nur um eine Viertelumdrehung drehen kann. Am Anfang des Zubereitungsvorganges des Getränkes stellt es sich eine der zwei, mit einem Kaffeesatz gefüllten Ausnehmungen gegen das Ablaufrohr und zugleich wird diese Ausnehmung im Rotor auch an die vom Erhitzer führenden Kanäle für das Heisswasser angeschlossen, so dass das Heisswasser durch den Kaffeesatz und das Ablaufrohr in die Tasse strömen kann. Die Zubereitung dieser Portion Kaffee wird beendet, wenn sich der Rotor um eine weitere Viertelumdrehung dreht, so dass dem Ablaufrohr bloss die zwischen den zwei Ausnehmungen liegende Rotorwand gegenüberliegt.

Diese vorbekannte Maschine weist folgende Nach- · teile auf. Das Erhitzen von Wasser erfolgt in einem Erhitzer, der relativ gross sein muss und in dem, zwecks Erzielung einer erforderlichen Temperatur des Wassers, eine relativ hohe-Leistung verbraucht werden muss und somit auch eine intensive Kalkablagerung erfolgt.

Der Durchgang des elektrischen Stromes durch das in der Dosiervorrichtung jeweils dosierte Wasser kann die Qualität dieses Wassers und somit auch des danach zubereiteten Getränkes beeinträchtigen.

Ausserdem hat es sich gezeigt, dass die Führung von Wasser durch das Dreiwegventil zunächst in die Dosiervorrichtung und erst dann in den Erhitzer umständlich ist und eine Pumpe erfordert.

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ORIGINAL INSPECTEÖ

Die Aufgabe der Erfindung ist daher, diese Nachteile der vorbekannten Maschine zu beseitigen. Dies wird bei der erfindungsgemässen Maschine mit einer Filtriereinheit und einem Aufbereitungsteil.dadurch erzielt, dass der Aufbereitungsteil aus einer Dosiervorrichtung sowie aus einer Vorrichtung zum Erhitzen der Flüssigkeit besteht, die hintereinander geschaltet sind, wobei die Dosiervorrichtung* an die. Zuleitung der frischen Flüssigkeit und die Vorrichtung zum Erhitzen der Flüssigkeit an die Filtriereinheit angeschlossen sind. : ', ' . Nachstehend wird ein Beispiel der erfindungsgemässen Maschine zum Zubereiten eines Getränkes anhand der beiliegenden Zeichnung beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der genannten

Maschine und , ' ^s _..<.: Fig. 2 einen Teil der Dosiervorrichtung der Maschine nach

Fig. 1. s

Die Maschine zum Zubereiten eines Getränkes weist eine Steuereinheit, eine Filtriereinheit sowie einen Aufbereitungsteil für eine Flüssigkeit auf.

Die Steuereinheit enthält einen Schaltschütz 1, über welchen ein Heizkörper 2 in einem Heisswasserkessel 3 des Aufbereitungsteiles mit elektrischem Strom gespeist wird. Dieser Heisswasserkessel stellt einen ersten Erhitzer des Aufbereitungsteiles dar. Von einem Niveau-Steuergerät 4 wird ein Einlassventil 5 betätigt, das den Zufluss der Flüssigkeit in den Heisswasserkessel 3 bis in die Höhe einer oberen Niveau-Elektrode 6 erlaubt. Der Zufluss der Flüssigkeit in den Kessel 3» im nunmehr beschriebenen Fall ist es Frischwasser, erfolgt durch eine Zuleitung 7 von einer Frischwasserquelle, wobei der Betriebsdruck im Kessel durch einen Druckregler 8 und die Temperatur des Heizkörpers 2 durch eine Uebertemperatursicherung 9 überwacht werden.

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Der Heisswasserkessel 3 ist mit einer Zapfstelle 10 für Heisswasser, einer Zapfstelle 11 für Dampf, einer unteren Niveau-Elektrode 12 sowie einem Ueberdruck- bzw. unterdruckventil 13 versehen.

Die Steuereinheit enthält ferner Tasterschalter zur Wahl von Getränkearten, im vorliegenden Beispiel der Maschine sind es ein Tasterschalter 14 für Express-Kaffee und ein Tasterschalter 15 für Kaffee-Creme. Ausserdem enthält die Steuereinheit ein Schaltschütz 16 für einen mit einer Uebertemperatursicherung 38 versehenen Antriebsmotor 17 der Filtriereinheit 20 sowie Mikroschalter 18, die mit einer Nockenscheibe 19 auf der Welle der Filtrier-* einheit 20 zusammenarbeiten.

Die Maschine weist ein Dreiwegventil 21 auf, das über eine erste Zuleitung 22 an die Frischwasserquelle und über eine zweite Zuleitung 23 an eine Dosiervorrichtung 24 angeschlossen ist. Ein wesentlicher Teil der Dosiervorrichtung 24 ist in Fig. 2 näher dargestellt.

Die Dosiervorrichtung 24 weist ein Gehäuse 240 auf, in dem zwei mittels einer Stange 241 verbundene Kolben 25, 26 bewegbar angeordnet sind. Die Kolben 25 und 26 sind starr an der Stange 241 befestigt, so dass ihr Abstand zueinander auch dann unverändert bleibt, wenn sie bewegt werden. Jeder dieser Kolben 25, 26 kann sich in einem ihm zugehörigen Teil des Gehäuses 240 bewegen. Der erste Kolben 25, der einen grösseren Durchmesser als der zweite Kolben 26 aufweist, befindet sich in einem sogenannten Messraum im Gehäuse 240, hingegen der zweite Kolben 26 bewegt sich in einem sogenannten Dosierraum 243 des Gehäuses 240. Dementsprechend ist auch der Durchmesser des Gehäuses 240 im Bereich des Dosierraumes 243 kleiner als jener im Bereich des Messraumes 242, so dass am Gehäuse 240 eine Abstufung 248 entsteht.

Im Bereich der Abstufung 248 befindet sich auch

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ein Ablauf 41 vom ersten Kolben 25. ■

Das Gehäuse'240 weist ferner einen oberen Deckel 244 sowie einen unteren Deckel 245 auf, wobei an den oberen Deckel 244'die Frischwasser -Zuleitung 23 vom Dreiwegventil 21 und an den unteren Deckel 245 eine ein Rückschlagventil 36 enthaltende Leitung 37 von der Frischwasserquelle, aber auch eine Zuleitung zu einem im Kessel 3 befindlichen Durchlaufrohr 28 angeschlossen sind. Die Kolben 25 bzw. 26 sind mit Dichtungen 250 bzw. 260 versehen. Der obere Deckel 244 des Gehäuses 240 ist mittels Schrauben 246 mit einem Flansch 247 am Gehäuse 240 befestigt. .

Das Durchlaufrohr 28 im ersten Erhitzer 3 ist dann andernends über eine weitere Leitung 29 an einen zweiten Erhitzer 30 angeschlossen, in welchem ein durch einen Thermostat 43 gesteuerter Heizkörper 31 untergebracht ist. Zwischen dem zweiten Erhitzer 30 und der Filtriereinheit 20 ist ein Durchlass 201 für Heisswasser vorgesehen, durch welchen letzteres zum Kaffeepulver in der Filtriereinheit gelangen kann, wonach die Zubereitung einer Portion von Kaffeegetränk erfolgt.

Die Dosiervorrichtung.24 ist noch mit einer Mess-" vorrichtung für die jeweils erforderliche Menge des aufzubereitenden Wassers versehen. Zu dieser Messvorrichtung gehören ein oberer, an eine Signallampe 44.angeschlossener Schalter 33, ein Umschalter 34 für Express-Kaffee sowie ein Umschalter 35 für Kaffee-Creme, wobei diesen Schaltern 33, 34 und 35 eine Steuerstange 42 gegenübersteht. Auf der Steuerstange 42 sind Nocken 420, 421 und 422 angeordnet, die mit den Schaltern 33, 34 und 35 zusammenarbeiten.

Die Steuerstange ist ihrerseits an einer Tragstange 423 befestigt, die verschiebbar und einstellbar in einem Zwischenstück 424 gelagert ist. In diesem Zwischenstück 424 ist eine Haltestange 425 ebenfalls verschiebbar und einstellbar gelagert, welche die Abstufung des Gehäuses

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240 durchsetzt und andernends mit dem ersten Kolben 25 fest verbunden ist. So lässt sich die Höhenlage der Steuerstange 42 in bezug auf den ersten Kolben 25 nach Bedarf einstellen, und diese Beziehung der Lagen zwischen der Nockenstange 42 und dem Kolben auch dann unverändert bleibt, wenn der Kolben 25 bewegt wird.

Zu der Rohrleitungsausrüstung der Maschine gehören dann (Fig. l) noch die Leitung 32 vom Dreiwegventil 21 zur Filtriereinheit 20, der Ablauf 39 von der Filtriereinheit 20 sowie der Ablauf 41 von der Dosiervorrichtung 24, aber auch ein von Hand betätigbares Ventil 40, welches über eine entsprechende Leitung die Füllung des Heisswasserkessels mit Wasser, unabhängig von der Steuereinheit ermöglicht.

Die Maschine arbeitet wie folgt:

Durch Einschalten des Schaltschützes 1 wird die mit einer übertemperatursicherung 9 geschützte Heizung 2 im Heisswasserkessel 3 an Spannung gelegt, gleichzeitig öffnet das Niveausteuergerät 4 ein elektrisch gesteuertes Einlassventil 5 und gibt die Frischwasserzuleitung 7 frei für den Einfluss des Frischwassers in den Heisswasserkessel 3» bis die obere Niveau-Elektrode 6 erreicht ist. Erreicht" der Wasserstand die obere Niveau-Elektrode, so schliesst das Einlassventil die Frischwasserzuleitung.

Das Frischwasser kann, wie gesagt, auch mit dem manuell betätigbaren Ventil 40 in den Heisswasserkessel eingelassen werden.

Sobald das Wasser im Heisswasserkessel 3 die gewünschte Temperatur bzw. den gewünschten Betriebsdruck (1-1, 2 atü) erreicht hat, schaltet der Druckregler 8 den Schaltschütz 1 aus.

Wird durch die Zapfstelle 10 Heisswasser entnommen, und dadurch die untere Niveau-Elektrode 12 erreicht, so wird über das Niveausteuergerät 4 das Einlassventil 5 geöffnet

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bis die obere Niveau-Elektrode 6 erreicht ist.-

Die Zapfstelle 11 dient zur Dampfentnahme. Am Heisswasserkessel befindet sich auch ein auf der Zeichnung nicht dargestellter Wasserstand. Als weitere Sicherheit für den Heisswasserkessel dient ein Ueberdruck- resp. Vakuumventil 13.

Durch Drücken des Tasterschalters 14 schaltet der Schaltschütz 16 den mit der Üebertemperatursicherung 38 geschützten Drehmotor 17 ein. Letzterer dreht den in der Filtriereinheit 20 liegenden Rotor um 1/4 Drehung sowie die mit den Mikrοschaltern 18 zusammenarbeitende Nokkenscheibe 19 auf der Welle der Filtriereinheit. Gleichzeitig öffnet das Dreiwegventil 21 den Weg von der Frischwasserleitung 22 (min. 2 atü) über die Leitung 23 in die Dosiervorrichtung 24. Durch den Eintritt des Wassers in die Dosiervorrichtung bewegt sich der Kolben 25 sowie der auf der gleichen Stange 241 befindliche Kolben 26 nach unten»

Durch das Abwärtsbewegen des Kolbens 25 und der mit dem Kolben verbundenen Nockenstange 42 wird der Schalter 33 eingeschaltet, was durch die Signallampe 44 angezeigt wird.

Der untere Kolben stösst das im Dosierraum 243 befindliche Wasser durch die Leitung 27 in das Durchlaufrohr 28* im Heisswasserkessel 3, wo es auf ca. 75° C erwärmt wird. Das Rückschlagventil 36 verhindert dabei das Austreten des Wassers durch die Leitung 37 in die Leitung 22. Dann gelangt das vorgewärmte Wasser durch die Leitung 29 in den zweiten Erhitzer 30 an der Filtriereinheit 20, wo es -vom Heizkörper 31 auf die erforderliche Endtemperatur, d.h. etwa auf 92° C erhitzt und anschliessend für die Kaffeezubereitung verwendet wird. Die Heizung 31 wird durch das Thermostat 43 gesteuert.

Sobald die Nocke 421 den nächsten Umschalter 34

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erreicht, wird über den Schalt^-schütz der Drehmotor eingeschaltet und der Rotor wird wieder um 1/4 Drehung weiterbewegt. Dadurch wird der Aufguss des Kaffees in die in der Filtriereinheit aufgestellte Tasse beendet. Gleichzeitig gibt das Dreiwegventil 21 die Leitung 32 frei für die Kaffeesatzspülung, worauf das Spülwasser durch die Ablaufleitung 39 austritt.

Das Wasser:,, mit welchem der Kaffeesatz gespült wird, ist das aus dem Messraum 242 des Gehäuses 240 verdrängte Wasser. Die Verdrängung des Wassers aus dem Messraum 242 des Gehäuses 240 erfolgt deswegen, weil nach der letztgenannten Umstellung des Dreiwegventils 21, die Frischwasserzuleitung 23 zur Dosiervorrichtung 24 von der Frischwasserleitung 22 zum Dreiwegventil 21 abgetrennt wird, wodurch der Wasserdruck aus der Zuleitung 22 der Flüssigkeit in der Zuleitung 23 abgenommen wird. In der Leitung 37 zum Dosierraum 243 herrscht jedoch weiterhin der Druck der Frischwasserleitung 22. Da das Rückschlagventil das Strömen des Wassers zum Dosierraum 243 erlaubt und da die Leitung 23 nun über das Dreiwegventil an die Leitung 32 zur Filtriereinheit nun angeschlossen ist, bewirkt der Ueberdruck im Dosierraum 243 eine Rückbewegung des Doppelkolbens 25, 26 in seine Anfangsstellung. Nachdem der Doppelkolben 25, 26 seine obere Stellung wieder erreicht hat, ist auch die Spülung des Kaffeesatzes beendigt ₉ der Dosierraum 243 ist wiederum mit für die Zubereitung einer nächsten Portion Kaffee erforderlichem Wasser nachgefüllt und der erste Kolben 25 ist bereit, nach der Wahl einer gewünschten Art von Kaffee eine erforderliche Menge Wasser abzumessen.

Falls nun der Taster 15 für Kaffee-Creme gedrückt wird, so bewegt sich der erste Kolben 25 mit dem zweiten Kolben 26 so weit nach unten, bis die Nocke 422 den Umschalter 35 für Kaffee-Creme betätigt. Da dieser Umschalter 35 tiefer als der bereits besprochene Umschalter 34 für

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Express-Kaffee liegt, muss der Doppelkolben 25, 26 auch einen entsprechend längeren Weg zurücklegen, bis der Nocken 422 nun mit dem Umschalter 35 in Eingriff kommt. Dementsprechend wird auch die aus dem Dosierraum 243 in die Vorrichtung zum Erhitzen von Flüssigkeit ausgestossene Menge "Wasser grosser sein. Nachdem der Umschalter 35 betätigt wird, erfolgt wiederum eine Viertelumdrehung des Rotors in der Filtriereinheit 20, aber auch die bereits beschriebene Umstellung des Dreiwegventils 21 auf das Spülen des Kaffeesatzes im Rotor der Filtriereinheit 20. So gelangt die· Maschine wiederum in ihren Anfangszustand.

Die vorstehend beschriebene Maschine ist nicht nur einfacher und billiger als die vorbekannte Maschine zur Zubereitung von Getränken, sondern infolge der Anwendung einer neuartigen Dosiervorrichtung sowie der Verwendung eines Heisswasserkessels wird mit einer kleineren Menge Kaffeepulver ein qualitativ besserer Kaffee erreicht. Die bei der Dosiervorrichtung angewendete Stufenschaltung für die Mengendosierung kann durch Anbringen von mehreren Schaltstufen erreicht werden» Auch kann die Steuerung der Mengendosierung z.B. mit Fotozellen erfolgen. .

Da das verwendete Wasser zuerst im Heisswasserkessel indirekt in einem Rohr im Durchlauf nur vorerhitzt und erst anschliessend beim Durchlaufen dss im Vergleich zur vorbekannten Maschine kleineren Erhitzers auf die ge- wünschte Endtemperatur gebracht wird, wird in diesem stufenweisen Vorgang für die Heisswasseraufbereitung eine bessere Heisswasserqualität erreicht und zudem wird die Kalkablagerurig im kleinen zweiten Erhitzer, durch eine kleinere erforderliche Heizleistung weitgehend eliminiert.

Infolge der Anwendung des Heisswasserkessels kann an einer derartigen Kaffeemaschine auch ein Behälter für die Zubereitung von Filterkaffee angebracht werden.

Claims (1)

1. Patentansprüche :

   IJ Maschine zum Zubereiten eines Getränkes, insbesondere eines Kaffeegetränkes, mit einer Steuereinheit, einer Filtriereinheit sowie einem Aufbereitungsteil für eine Flüssigkeit, wobei der Aufbereitungsteil zwischen der Filtriereinheit und einer Zuleitung der frischen Flüssigkeit eingeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufbereitungsteil aus einer Dosiervorrichtung (24) sowie aus einer Vorrichtung (3» 30) zum Erhitzen der Flüssigkeit besteht, die hintereinander geschaltet sind, wobei die Dosiervorrichtung (24) an die Zuleitung (22) der frischen Flüssigkeit und die Vorrichtung zum Erhitzen der Flüssigkeit (3, 30) an die Filtriereinheit (20) angeschlossen sind.

   .2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zum Erhitzen der Flüssigkeit aus einem ersten, zum Vorwärmen der Flüssigkeit bestimmten Erhitzer (3) sowie aus einem zwischen dem ersten Erhitzer (3) und der Filtriereinheit (20) geschalteten und zum Erhitzen der Flüssigkeit auf die erforderliche Endtemperatur bestimmten zweiten Erhitzer (30) besteht.

   3.. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste'Erhitzer (3) ein Heisswasserkessel ist, in dem sich neben einem Heizkörper (2) ein Durchlaufrohr (28) befindet, das einerends an die Dosiervorrichtung (24) und andernends an den zweiten Erhitzer (30) angeschlossen ist.

   4. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Erhitzer (30) an der Filtriereinheit (20)

   angebracht ist und einen gesteuerten Heizkörper (31) ent-.hält, und dass ein Durchlass (201) für die erhitzte Flüssigkeit vom zweiten Erhitzer (30) in die Filtriereinheit (20) vorgesehen ist.

   .5. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosiervorrichtung (21) ein zylinderförmiges Gehäuse (240) aufweist, in dem zwei, mittels einer Stange (211) verbundene Kolben (25 ,.26) bewegbar angeordnet sind, wobei dieser Doppelkolben (25,26) mit einer Messvorrichtung für die jeweils erforderliche Menge der Flüssigkeit versehen ist und dass einer der Kolben (26) sich in einem die Flüssigkeit dosierenden Raum (243) der Dosiervorrichtung {24) befindet.

   6. Maschine nach Anspruch 5, dadurch? gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung eine Steur.stange (4.2) mit Steuerelementen (420, 421 und 422) aufweist, die mit dem ersten Kolben (25) verbunden ist und der eine Anzahl von, der Bewegungsbahn der Steuerstange entlang_s angeordneten Umschaltern (33, 34 ₉ 35) zugeordnet ist, wobei diese Umschalter (33., 34, 35) an die Steureinheit der Maschine angeschlossen sind.

   7. Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der ,Durchmesser des zylinderfö-rmigen Gehäuses (240) im Bereich des Dosierraumes (243) kleiner als in jenem Bereich (242) ist, wo sich der erste Kolben (25) bewegen kann, so dass das Gehäuse (240) eine Abstufung (248) aufweist.

   8. Maschine nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerstange (42) an einer Tragstange (423) befestigt ist, die verschiebbar und einstellbar in einem Zwischenstück (424) gelagert ist, dass dieses Zwischenstück (424) seinerseits ebenfalls verschiebbar

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   ,und einstellbar auf einer Haltestange (425) gelagert ist, welche die Abstufung (248) des Gehäuses (240)"durchsetzt und andernends mit dem ersten Kolben (25) fest verbunden ist.

   9» Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Dosierraum (243) der Dosiervorrichtung (24) einerseits über eine ein Rückschlagventil enthaltende Leitung (37) an die Zuleitung (22) der frischen Flüssigkeit und andernseits an den Heisswasserkessel (2) angeschlossen ist, und dass der Messraum (242) des Gehäuses (240) über eine Zuleitung (23) an ein Dreiwegventil (21) angeschlossen ist, dessen zweiter Weg mit der Zuleitung (22) der frischen Flüssigkeit und dessen dritter \leg mit dem Filtrierteil (20) verbunden sind«

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