DE2954599C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Zubereitung von Espresso-Kaffee, unter Durchlauf heißen Druckwassers durch Kaffeepulver, mit einem unbeweglichen Zylinder, in dem ein perforierter unterer Kolben sowie ein oberer Kolben bewegbar sind, wobei sich der obere Kolben vertikal zwischen einer unteren Stellung unter hermetischer Abdichtung des Kaffeeaufnahmeraumes und einer oberen Stellung unter Freigabe dieses Raumes verschiebt, wobei heißes Druckwasser bei hermetischer Abdichtung zuführbar ist, mit Heißwasser­ kreislauf und Ventil.

Bei auf dem Markt befindlichen Vorrichtungen dieser Art sind der Konsum an Kaffeepulver relativ hoch und die Qualität nicht besonders. Dies ist unter anderem auch darauf zurückzuführen, daß die Verteilung des heißen Wassers alles andere als optimal ist, so daß sich eine ungleichförmige Benetzung des Kaffeepulvers ergibt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß eine wesentlich bessere Verteilung des heißen Wassers erreicht und jede ungleichförmige Benetzung des Kaffeepulvers vermieden werden soll.

Erreicht wird dies erfindungsgemäß überraschend dadurch, daß in die Wand des Zylinders im Bereich des oberen Kolbens eine Zuleitung für das Heißwasser einmündet, wobei die Umfangswand des oberen Kolbens eine von zwei Dichtungen begrenzte äußere Umfangsnut aufweist, daß der obere Kolben einen Hohlraum aufweist, der mit der Nut über eine Reihe von über die Umfangswand verteilten Öffnungen in Verbindung steht und daß der untere Boden des oberen Kolbens perforiert ist.

Durch diese Maßnahme wird eine besonders günstige Wasserverteilung und Wasserzuführung gewährleistet und das Kaffeepulver optimal ausgenutzt. 20% weniger Kaffeepulver als bei den bekannten Vorrichtungen werden verbraucht.

50% weniger Kaffeepulver werden verglichen mit den Maßnahmen nach einem älteren Vorschlag (DE-PS 27 21 562) verbraucht. Die Zubereitungszeit wird herabgesetzt. Allerdings besteht das Konzept der älteren Vorrichtung ausschließlich darin, einen zentrischen Überlaufbehälter zwischenzuschalten. Die Speisung erfolgt dabei zentral in einen Überlauf, sowie in Kanäle. Die Rohrleitung durchsetzt dabei die zylindrische Seitenwand und durchsetzt den Überlauf. Das Zuführungsrohr zeigt gegen die Mitte der Kammer, die Ausströmung und Einströmung erfolgt direkt.

Durch die Maßnahme nach der Erfindung wird auch eine ausgezeichnete Strahlausbildung erreicht, da es sich ja nicht um eine starre Kammer handelt, sondern der ankommende Strahl über einen möglichst großen Weg (äußere Ringrille) geleitet wird und diese Rille nicht starre Wandungen hat, sondern zumindest im oberen und unteren Bereich durch eigene Kolbendichtungen nachgiebig dämpfend ausgebildet sein kann, da diese Kolbendichtungen ja nicht starr wirken.

Die seitliche Nut nimmt praktisch den Umfang des oberen Kolbens ein; der Ringkanal wird erst durch die Kolbendichtungen geschaffen. Durch die Rille wird zusammen mit der Außenwandung der Maschine sowie den Kolbendichtungen eine Kammer gebildet, die die Flüssigkeit gegen die Innenkammer des Kolbens über eine Gruppe von Löchern verteilt.

Vorzugsweise sind sämtliche Öffnungen so angeordnet, daß sie nicht etwa eine Verlängerung der Einlaufsrichtung sind. Das Wasser tritt durch eine Reihe entsprechende Öffnungen, die vorzugsweise nicht mit dem Ort übereinstimmen, wo der Eintritt jedesmal in die Kammer erfolgt, ein. Keines der Löcher in der Innenwand der Verteilerkammer, gebildet durch die Rille, steht der genannten Rohreinströmung direkt gegenüber. Ein direkter Durchgang eines Wasserstrahls gegen die Innenkammer des oberen Kolbens wird so verhindert. Durch die vorzugsweise Maßnahme nach der Erfindung wird das Wasser in die durch die Nut gebildete Ringkammer eintreten, diese Kammer vollständig füllen und dann gegen die Innenkammer strömen, die auch allmählich gefüllt wird. Schließlich wird das Wasser die Kaffeepulvermasse mit ausgeglichenem Druck durch die Sprühplatte über die Löcher erreichen.

Günstig ist es, wenn der Kolben in seinem oberen Gehäuse einen elektrischen Widerstandsthermostaten aufweist, mit dem auch bei längeren Pausenzeiten dieser Teil des Aggregats auf einer zur Kaffeezubereitung idealen Temperatur gehalten werden kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung soll nun mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden, in denen die

Fig. 1 bis 5 verschiedene Betriebsstellungen der Vorrichtung über einen vollständigen Vorgang einer Zubereitung und Abgabe einer Portion Kaffee erläutern;

Fig. 6 eine Vorderansicht der Vorrichtung;

Fig. 7 ein Schnitt durch die Vorrichtung in anderem Maßstab, wobei der Schnitt senkrecht zur Ebene der Fig. 1 bis 5 gelegt ist;

Fig. 8 ein Teilschnitt längs der Achse XI-XI der Fig. 7 ist.

Nach den Fig. 1 bis 5 besteht die Vorrichtung im wesentlichen aus einem ortsfesten Zylinder 10, in dem Kaffee zubereitet wird und in dem sich zwei hermetisch abdichtende Kolben, ein unterer Kolben 12 und ein oberer Kolben 14, bewegen. Diese beiden Kolben bewegen sich abwechselnd in vertikaler Richtung. Der untere Kolben 12 weist einen perforierten Boden 16 auf, der mit einer darunter befindlichen Kammer 18 in Verbindung steht, in welcher sich der zubereitete Kaffee sammelt und über die Leitung 20 nach außen abgeführt wird. Die Kammer 18 ist nach unten hin durch eine Wandung 22 abgeschlossen, durch die sich die die Bewegung des unteren Kolbens 12 steuernde Kolbenstange 24 bewegt.

Der obere Kolben 14 ist an der Vertikalführung 26 befestigt, die ihrerseits fest mit der Stütze 28 verbunden ist, welche sich entlang einer ortsfesten Trägerführung 30 horizontal bewegen kann. Die Vertikalbewegung des Kolbens 14 und die Horizontalbewegung der Stütze 28 werden von Lenkelementen geregelt. An der Stütze 28 ist unbeweglich eine Aufgabeeinrichtung 40 angebracht, beispielsweise in Form eines Aufgabetrichters, durch den eine bestimmte Menge Kaffeepulver in den oberen Teil des Zylinders 10 eingefüllt wird, sobald sich der untere Kolben 12 in seiner untersten Endstellung und der obere Kolben 14 in seiner Endstellung außerhalb des Zylinders 10 befinden. Außerdem weist der Aufgabebehälter 40 an der dem oberen Kolben 14 zugewandten Seite eine als Abstreifeeinrichtung dienende Auskragung 32 auf, die über die Oberkante des Zylinders 10 streicht. Ein weiterer Abstreifer wird von einer Platte 34 gebildet, die ortsfest angebracht ist und an der Unterseite des oberen Kolbens 14 entlangstreicht, wenn dieser sich horizontal bewegt.

Dem Zylinder 10 wird ferner heißes Druckwasser über eine Leitung 36 zugeführt. Die Einspeisung wird von einem Ventil 38 gesteuert. Das Druckwasser strömt durch den Kolben 14 hindurch in den Zylinderkörper ein, durchsetzt das Kaffeepulver und wird über die Auslaufleitung 20 nach außen als fertiger Kaffee abgeführt. Zum besseren Verständnis des Betriebs der Vorrichtung soll nun ein vollständiger Kaffeebereitungsvorgang mit Bezug auf die Fig. 1 bis 5 beschrieben werden.

Nach Fig. 1 befindet sich die Vorrichtung in Ruhestellung; der obere Kolben 14 ist gegenüber seiner untersten Lage leicht angehoben, um den in der Zubereitungskammer vorhandenen Druck abzulassen. Wird nun das anfängliche gleichzeitige Anheben der beiden Kolben 12 und 14 bis in ihre jeweils obere Endstellung gesteuert, und bewegt sich danach die Stütze 28 horizontal nach rechts entsprechend dem Darstellungsschema, so werden dadurch auch der obere Kolben 14 und die Aufgabeeinrichtung 40 nach rechts verschoben. Während dieser horizontalen Verschiebung, die in Fig. 2 dargestellt ist, entfernt die Auskragung 32 das im vorhergegangenen Zyklus verwendete Kaffeepulver 42, das durch die Hubbewegung des unteren Kolbens 12 über den oberen Rand des Zylinders 10 gebracht worden war. Gleichzeitig reinigt die Auskragung 32 auch den oberen Zylinderrand 10 sowie die obere Deckfläche des unteren Kolbens 12 von eventuellen Kaffeerückständen. Das gebrauchte Kaffeepulver fällt in einen Sammelbehälter, der unter der Vorrichtung angebracht ist, wie von Pfeil 44 angedeutet. Während dieser horizontalen Bewegung streicht der obere Kolben 14 mit seiner unteren Fläche über die ortsfest montierte Platte 34, die somit alle Kaffeereste, die evtl. am Kolben 14 haften, entfernt. Ist die Horizontalbewegung nach rechts beendet (Fig. 3), so fällt eine vorbestimmte Menge von Kaffeepulver durch die Aufgabeeinrichtung 40, wie von Pfeil 46 angedeutet, in den oberen Teil des Zylinders 10, der nach unten hin von dem zwischenzeitlich wieder in seine untere Endstellung abgesenkten unteren Kolben 12 begrenzt wird, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist.

Nun fährt die Stütze 28 von ihrer äußeren Endstellung wieder in ihre innere Endstellung zurück, wobei auch die Aufgabeeinrichtung 40 und der obere Kolben 14 mitverschoben werden. Während dieser Bewegung streifen die beiden Abstreifeinrichtungen 32 und 34 erneut über die Oberkante des Zylinders 10 bzw. die untere Fläche des oberen Kolbens 14. Am Ende dieser horizontalen Rückverschiebung befindet sich dann der obere Kolben 14 genau über dem Zylinder 10, während die Aufgabeeinrichtung 40 links nach außen in Ruhestellung geschoben ist. Nun wird der obere Kolben 14 in den Zylinder 10 abgesenkt, bis er eine Endlage erreicht (Fig. 5), in der er den Zylinderkörper 10 hermetisch abdichtet und gleichzeitig das Kaffeepulver zumindest teilweise komprimiert. Nach Beendigung dieser Bewegung wird heißes Druckwasser über das Ventil 38 und den oberen Kolben 14 in den Sitz des Kaffeepulvers eingelassen. Dieses Wasser vermischt sich mit dem Pulver und fließt als fertiger Kaffee durch den perforierten Boden 16 des unteren Kolbens 12 in die Kammer 18 und wird über die Auslaufleitung 20 nach außen geleitet. Das Volumen des zu verwendenden Wassers kann sowohl von Hand als auch durch eine automatische Steuervorrichtung geregelt werden. Ist das fertige Getränk völlig nach außen geleitet worden, so hebt der obere Kolben 14 leicht an, etwa in die Stellung der Fig. 1, um den in der Kammer 18 vorhandenen Druck abzulassen und um schließlich einen neuen Vorgang zu beginnen.

Fig. 6 zeigt eine Frontansicht der Vorrichtung, auf der auch ein Wasserkessel 84 erkennbar ist, in dem das Druckwasser bis zur erforderlichen Temperatur erhitzt wird. Der Einlauf des Wassers in die Vorrichtung erfolgt über das Ventil 38. Gemäß Fig. 7 und 8 läuft das Wasser über die Leitung 36 und tritt bei 86 durch die Wand des Zylinders 10 hindurch in einen Raum, der von den Kolbendichtungen 88 und 90 begrenzt wird, wenn sich der obere Kolben 14 in seiner unteren Stellung befindet, wie in Fig. 7 dargestellt. Das bei 86 einströmende Wasser verteilt sich über den Umfang des Kolbens 14 in einer Umfangsnut 92 und strömt von dort aus durch eine Reihe von Öffnungen 96, die nicht mit dem Ort 86 übereinstimmen, in einen Hohlraum 94 ein. Von diesem Hohlraum 94 aus verteilt sich dann das Wasser durch eine Perforation 98 in der unteren Fläche des Kolbens 14 hindurch über das darunterliegende Kaffeepulver. Diese labyrinthartige Verteilung des Wassers garantiert, daß sich kein Strahl bildet, der durch das Kaffeepulver durchschießt und damit nur eine geringfügige Nutzung erbringen würde. Das Wasser wird vielmehr gleichmäßig über die ganze Fläche des Kaffeepulvers verteilt, und zwar in Form einer duscheartigen Berieselung, wodurch das vorhandene Kaffeepulver vollständig ausgenutzt wird, das wiederum bedeutet, daß seine Menge entsprechend reduziert werden kann bzw. die Qualität des Getränkes erhöht wird. Wie in Fig. 7 dargestellt, weist der obere Kolben 14 in seinem oberen Gehäuse 14′ einen elektrischen Widerstand 100 auf, der - zusammen mit evtl. weiteren Widerständen in anderen Teilen des Aggregates - das Aggregat auf einer Temperatur hält, die zur Kaffeezubereitung ideal ist, also unabhängig von der Länge der Pause zwischen einer und der darauffolgenden Zubereitung.

Claims (3)

1. Vorrichtung zur Zubereitung von Espresso-Kaffee, unter Durchlauf heißen Druckwassers durch Kaffeepulver, mit einem unbeweglichen Zylinder, in dem ein perforierter unterer Kolben sowie ein oberer Kolben bewegbar sind, wobei sich der obere Kolben vertikal zwischen einer unteren Stellung unter hermetischer Abdichtung des Kaffeeaufnahme­ raumes und einer oberen Stellung unter Freigabe dieses Raumes verschiebt, wobei heißes Druckwasser bei hermetischer Abdichtung zuführbar ist, mit Heißwasserkreislauf und Ventil, dadurch gekennzeichnet, daß in die Wand des Zylinders (10) im Bereich des oberen Kolbens (14) eine Zuleitung (36) für das Heißwasser einmündet, wobei die Umfangswand des oberen Kolbens (14) eine von zwei Dichtungen (88; 90) begrenzte äußere Umfangsnut (92) aufweist, daß der obere Kolben (14) einen Hohlraum (94) aufweist, der mit der Nut (92) über eine Reihe von über die Umfangswand verteilten Öffnungen (96) in Verbindung steht und daß der untere Boden des oberen Kolbens (14) perforiert (bei 98) ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die über die Umfangswand des oberen Kolbens verteilten Öffnungen (96) gegenüber der die Zylinderwand (10) im Bereich des oberen Kolbens (14) durchsetzenden Zuleitung (36) versetzt angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Kolben (14) in seinem oberen Gehäuse (14′) einen elektrischen Widerstands­ thermostaten (100) aufweist.