DE3316158C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kaffeemaschine gemäß dem Ober­ begriff des Anspruches 1.

Aus der DE-PS 31 33 903 ist eine Kaffeemaschine dieser Art bekannt. Ihr erster und ihr zweiter Leitungsstrang verlaufen unabhängig voneinander von einer als Meßein­ richtung dienenden Dosierkammer zur Brüheinheit. Der zwei­ te Leitungsstrang bildet einen direkten Weg zwischen der Dosierkammer und der Brüheinheit und enthält lediglich ein gegen diese Fließrichtung schließendes Rückschlagventil. Es öffnet bei der Bereitung von Normalkaffee, bei der das Brühwasser aus der Dosierkammer mittels Dampfdruck in und durch den zweiten Leitungsstrang befördert wird. Für die Bereitung von Espresso wird über den ersten Leitungsstrang das Wasser aus der Dosierkammer mittels der Pumpe ange­ saugt, unter Druck durch einen Wärmetauscher, ein Dreiwege­ ventil und ein Rückschlagventil zur Brühkammer gefördert. Dort wird es unter Druck durch das Kaffeemehl gepreßt, wo­ bei der sich in der Brühkammer aufbauende Druck das Rück­ schlagventil des zweiten Leitungsstranges geschlossen hält. Ein Bypass-Ventil, das der Pumpe zugeordnet ist, schützt sie durch Öffnen bei hohem Überdruck, wie er bei zu feinem Kaffeemehl durch Rückstau entstehen kann.

Neben diesen gesondert zwischen der Meßeinrichtung und der Brühkammer verlaufenden Leitungssträngen und ihren speziel­ len Organen weist die Kaffeemaschine weitere Unterteilun­ gen des Wasser-Leitungsweges auf, die samt den in diesen Wegbereichen angeordneten Organen entweder nur der Berei­ tung einer Kaffeesorte oder in variierter Funktion für bei­ de dienen: Vom Kaltwasseranschluß geht ein Leitungsab­ schnitt über ein Zulaufventil zu einem Heißwasserbehälter. Von diesem führt eine Dampfleitung und eine Heißwasser­ leitung, jeweils mit einem steuerbaren Ventil versehen, zur Meßkammer. Die Dampfleitung wird ausschließlich für die Bereitung von Normalkaffee benützt, und zwar bei jedem Brühvorgang zweimal; die Dosierkammer wird vor der Brüh­ wasserzufuhr mittels Heißdampf vorgewärmt, wobei ein Ent­ lüftungsventil für die Dosierkammer offen ist. Nach der Füllung der Dosierkammer mit der vorgesehenen Wassermenge über die Heißwasserleitung wird, bei geschlossenem Ent­ lüftungsventil, das Brühwasser mittels Dampfdruck über den zweiten Leitungsstrang in die Brühkammer gefördert.

Für die Bereitung von Espresso wird aus dem Heißwasserbe­ hälter über die Heißwasserleitung nur ein Teil der be­ nötigten Wassermenge der Dosierkammer zugeführt. Die feh­ lende Menge wird über eine vom Kaltwasseranschluß direkt zur Dosierkammer führende Kaltwasserleitung geliefert, die ein eigenes Zulaufventil und einen Mengenregler enthält. Bei der Espresso-Bereitung wirkt der Heißwasserbehälter ferner als Wärmetauscher mit einem ihn durchsetzenden Ab­ schnitt des zweiten Leitungsstranges zusammen.

Die bekannte Kaffeemaschine ist äußerst aufwendig. Die Vielzahl der Leitungen mit den dazugehörigen Anschlüssen und Abdichtungen sind nicht nur teuer in der Herstellung sondern auch störanfällig. In den Heißwasserkessel, in dem sich auch Dampfdruck ausbildet, münden drei Leitungen und der erste Leitungsabschnitt durchsetzt die Wandung an zwei Stellen. Außerdem weist jeder der verschiedenen Leitungs­ weg-Zweige wenigstens ein Ventil auf. Von den Ventilen werden die meisten für die jeweiligen Brühabläufe von ei­ ner Steuerung geöffnet oder geschlossen. Dies erfordert ei­ ne vielseitige Steuerung sowie die zugehörigen Steuerlei­ tungen. Die Verwendung einer einzigen Kaffeemaschine für zwei verschiedene Kaffeearten erscheint gegenüber zwei unabhängig arbeitenden Maschinen mit hohem Aufwand er­ kauft.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kaffee­ maschine der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die einfach im Aufbau und damit sowohl wirtschaftlich als auch weitgehend störungssicher ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Merkmal des Anspruches 1 gelöst.

Ein einziger Leitungsweg für beide Brüharten benötigt ent­ sprechend weniger Leitungen, Ventile und dementsprechend Steuereinrichtungen. Die bypassartige Umgehung der Pumpe durch den zweiten Leitungsstrang erfordert zwei Anschluß­ stellen dieses Stranges am Leitungsweg, weitere Abzwei­ gungen sind nicht erforderlich. Auch in die Meß- und Heiz­ einrichtungen tritt jeweils nur eine Leitung ein bzw. wie­ der aus. Damit verringern sich die Abdichtungsprobleme sowohl bei der Montage als auch im Betrieb, die Maschine arbeitet mit geringem Störungsrisiko. Außerdem kann sie raumsparend kompakt gebaut sein.

Eine im Aufbau und Betrieb vorteilhaft einfache Ausführungs­ form ist durch die Merkmale des Anspruches 2 gekennzeich­ net. Das Wasser zum Brühen von Normalkaffee kann, wenn der Brühvorgang eingeleitet und insbesondere das Zulaufventil geöffnet wurde, durch seinen Fließdruck gegen das Rück­ schlagventil den zweiten Leitungsstrang passieren. Der erste Leitungsstrang ist durch die Pumpe blockiert. So­ bald zum Brühen von Espresso die Pumpe eingeschaltet ist baut sie in dem Bereich zwischen sich und der Brühein­ heit einen Druck von etwa 10 bar auf. Dieser Druck schließt das Rückschlagventil im zweiten Leitungsstrang. Es kann kein Wasser zurückfließen.

Eine dem Anspruch 3 entsprechende Weiterentwicklung ge­ währleistet ein Höchstmaß an wirtschaftlicher Verwendung von Heizenergie. Es wird nur das für die gewählte Kaffee­ menge notwendige Volumen an Brühwasser aufgeheizt. Dessen Weg bis zur Brüheinheit ist kurz und enthält, außer allen­ falls dem Zulaufventil, keine wärmeentziehenden Organe.

Eine baulich einfache Ausführung einer Meßeinrichtung, beispielsweise eine Wasseruhr, wird durch das Merkmal des Anspruches 4 ermöglicht. Es ist keine Dosierkammer erfor­ derlich.

Eine weitere Ausführungsform ist durch die Merkmale des Anspruches 5 gekennzeichnet. Sie fördert auch das Brüh­ wasser für den Normalkaffee mit der gleichen Pumpe, die den Druck für die Espressobereitung erzeugt. Der Druck­ ausgleich erfolgt über eine dem Ventil im zweiten Lei­ tungsstrang zugeordnete, entsprechend einstellbare Drossel. Diese Kaffeemaschine ist unabhängig vom Wasserdruck in einer Zuleitung. Außerdem kann dem geteilten Bereich des Leitungsweges eine Meßkammer vorgeordnet werden. Zwischen der Pumpe und dem Durchlauferhitzer, sowie zwischen die­ sem und der Brühkammereinheit sind keine weiteren Organe erforderlich. Außerdem wird die Pumpe bei jedem Brühvor­ gang ein- bzw. ausgeschaltet, es ist keine Auswahlschal­ tung je nach gewünschter Kaffeeart notwendig.

Merkmal des Anspruches 6 gewährleistet den Druckaufbau bei der Bereitung von Espresso.

In der nachfolgenden Beschreibung werden an Hand der Zeichnungen zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 schematisiert eine erste Ausführungsform eines Brüh­ systems für eine Kaffeemaschine, und

Fig. 2 schematisiert eine zweite Ausführungsform eines Brühsystems.

Das in Fig. 1 dargestellte Brühsystem für eine Kaffeema­ schine zeigt zwischen einem Kaltwasseranschluß (1) und ei­ ner Brüheinheit (2) einen Leitungsweg (3). Dieser enthält einen geteilten Bereich, in dem der Leitungsweg aus einem ersten Leitungsstrang (4) und einem zweiten Leitungsstrang (5) besteht. Der erste Leitungsstrang (4) enthält eine Pumpe (6) mit einem Bypass- Ventil (6 a), das als Überdrucksicherung dient. Der zweite Lei­ tungsstrang (5) umgeht die Pumpe bypassartig und enthält ein Rückschlagventil (7). Es schließt gegen die durch die Pfeile (A) angedeutete Fließrichtung vom Kaltwasseranschluß (1) her.

Der Leitungsweg (3) weist außerdem, in Fließrichtung (A) vom Kaltwasseranschluß her, vor dem geteilten Bereich ei­ nen Druckminderer (8), nach dem geteilten Bereich eine Meß­ einrichtung (9), hier als Durchflußmesser ausgebildet, so­ wie einen Durchlauferhitzer (10) auf. Zwischen dem Durch­ lauferhitzer (10) und der Brüheinheit (2) ist ein Zulauf­ ventil (11) angeordnet. Unter der Brüheinheit (2) ist ein Auf­ fanggefäß (12) angedeutet.

Das Brühsystem ist mit einer Steuerung (13) ausgerüstet, hier durch einen Schaltkasten angedeutet. Von ihm verläuft eine Steuerleitung (14) zum Zulaufventil (11), eine Steuer­ leitung (15) zum Durchlauferhitzer (10), eine Steuerleitung (16) zur Meßeinrichtung (9) und eine Steuerleitung (17) zur Pumpe (6).

Mit dem geschilderten Brühsystem erfolgt die Bereitung ei­ ner gewählten Kaffeeart und -menge wie folgt:

Die Wahl erfolgt durch Drücken eines der angedeuteten Schaltknöpfe (18). Bei der Entscheidung für Normalkaffee wird von der Steuerung (13) der Durchlauferhitzer (10) ein­ geschaltet und das Zulaufventil (11) geöffnet. Vom Kalt­ wasseranschluß (1) fließt Wasser über den Druckminderer (8) durch den zweiten Leitungsstrang (5) und das bei die­ sem Druck öffnende Rückschlagventil (7) sowie die Meßein­ richtung (9). Anschließend durchfließt es den Durchlaufer­ hitzer (10) und das Zulaufventil (11) und gelangt so zur Brüheinheit (2). Der Meßeinrichtung (9) wird die gewählte Kaffeemenge über die Steuerleitung (16) signalisiert. So­ bald die entsprechende Brühwassermenge die Meßeinrichtung (9) durchlaufen hat, wird von der Steuerung (13) das Zu­ laufventil (11) geschlossen und der Durchlauferhitzer (10) abgeschaltet.

Wurde Cremekaffee gewählt, so schaltet die Steuerung (13) zusätzlich die Pumpe (6) ein. Diese fördert das Brühwasser durch den ersten Leitungsstrang (4) in Richtung des Pfei­ les (A) und erzeugt in ihm einen für das Brühen von Creme­ kaffee erforderlichen Druck von etwa 10 bar. Dieser Druck wirkt auf die Schließseite des Rückschlagventiles (7) und hält dieses gegen den normalen Leitungsdruck geschlossen. Der übrige Ablauf ist wie bei Normalkaffee, wobei das un­ ter Hochdruck durch das Kaffeemehl gepreßte Wasser durch die Emulgierung beim Entspannen hinter dem Brühsieb Creme­ kaffee erzeugt. Die Meßeinrichtung (9) schaltet bei Errei­ chen der gewünschten Menge auch die Pumpe ab.

Das in Fig. 2 gezeigte Brühsystem weist im wesentlichen gleiche oder ähnliche Organe, teilweise in anderer An­ ordnung, auf. Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugs­ zeichen, bei Abweichungen mit Akzent, bezeichnet.

Der Leitungsweg (3′) enthält nach dem Kaltwasseranschluß (1) das Zulaufventil (11). Daran schließt sich noch vor dem geteilten Bereich (3 a) eine Meßeinrichtung (9′) an. Sie ist als Meßkammer ausgebildet und enthält drei Elek­ troden (19), die in unterschiedlichen Niveauhöhen enden. Sie sind mit der Steuerleitung (16′) zur Steuerung (13′) verbunden und bestimmen die Menge des Brühwassers. Im ge­ teilten Bereich (3 a) des Leitungsweges (3′) ist die Pumpe (6) im ersten Leitungsstrang (4) angeordnet. Der zweite Leitungsstrang (5) enthält ein über eine Steuer­ leitung (20) ein- und ausschaltbares Ventil (21). Ihm ist in Fließrichtung vom Kaltwasseranschluß her eine Drossel (22) vorgeordnet. Nach dem geteilten Bereich (3 a) ist im Leitungsweg (3′) noch der Durchlauferhitzer (10) enthalten. Soll mit dem geschilderten Brühsystem Normalkaffee berei­ tet werden, wird der entsprechende Schaltknopf (18) ge­ drückt. Die Steuerung (13′) öffnet das Zulaufventil (11) und schaltet den Durchlauferhitzer (10) ein. Gleichzeitig aktiviert sie die der gewählten Kaffeemenge entsprechende Elektrode (19) in der Meßkammer (9′). Das in Richtung des Pfeiles (A) einfließende Wasser füllt die Meßkammer (9′) bis zur vorgesehenen Höhe. Dann wird über die Steuerung gleichzeitig das Zulaufventil (11) geschlossen, das Ventil (21) geöffnet und die Pumpe (6) eingeschaltet. Die Pumpe (6) fördert nunmehr das Brühwasser aus der Meßeinrichtung (9′) durch den ersten Leitungsstrang (4) in Richtung auf den Durchlauferhitzer (10). Der von der Pumpe erzeugte Hochdruck gleicht sich jedoch sofort dadurch aus, daß ein Teil des Brühwassers durch den zweiten Leitungsweg (5) in Richtung des Pfeiles (B), das offene Ventil (21) und die Drossel (22) zurück in den Leitungsweg (3′) vor der Pumpe (6) gedrückt wird. Durch eine entsprechende Einstellung der Drossel (22) wird im Leitungsweg (3′) nach der Pumpe (6) der für Normalkaffee erwünschte niedrige Druck aufrecht­ erhalten.

Wird über einen entsprechenden Schaltknopf (18) die Be­ reitung von Espresso gewählt, ist der Steuerungsablauf gleich mit einem einzigen Unterschied: Das Ventil (21) wird nicht geöffnet. Das dosierte Brühwasser wird von der Pumpe (6) mit dem erwünschten Druck von etwa 10 bar zur Brüheinheit (2) gefördert.

Das Rückschlagventil (7) kann durch ein von der Steuerung zu öffnendes bzw. zu schließendes Ventil aus­ gebildet sein, was allerdings einen erhöhten Aufwand bedeutet. Auch die Meß- und die Heizeinrichtung können in ihrer Bau­ weise variieren.

Claims (7)

1. Kaffeemaschine zum wahlweisen Brühen von Normalkaffee oder Espresso, mit einem Kaltwasseranschluß und einer Brüheinheit, mit einem im Leitungsweg des Wassers zwischen dem Kaltwasseranschluß und der Brüheinheit angeordneten Zulaufventil, einer Meß- und einer Heizeinrichtung für das Brühwasser, wobei der Leitungsweg einen eine Druckpumpe enthaltenden ersten Leitungsstrang und einen zweiten Leitungsstrang mit einem zum Bereiten von Espresso schließenden Ventil aufweist, und mit einer der Kaffeewahl entsprechend die Ventile und/oder die Pumpe aktivierenden Steuerung, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitungsweg (3) für das Brühwasser für den Espresso und den Normalkaffee gemeinsam ist und nur im Bereich der Pumpe (6) in den ersten (4) und den die Pumpe (6) umgehenden bypassartigen zweiten Leitungsstrang (5) aufgeteilt ist.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zulaufventil (11) nach dem in die Leitungsstränge (4 und 5) geteilten Bereich (3 a) des Leitungsweges (3) angeordnet ist und das Ventil in dem zweiten Leitungsstrang (5) als ein bei aktivierter Pumpe (6) durch den Druck im Leitungsweg (3) hinter der Pumpe (6) schließendes Rückschlagventil (7) ausgebildet ist.

3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung (10) als der Meßeinrichtung (9) und dem geteilten Bereich (3 a) des Leitungsweges (3) nachgeordneter Durchlauferhitzer ausgebildet ist.

4. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung (9) dem geteilten Bereich (3 a) des Leitungsweges (3) nachgeordnet ist.

5. Maschine wenigstens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (21) im zweiten Leitungsstrang (5) für das Brühen von Normalkaffee von der Steuerung (13′) zu öffnen und ihm eine Drossel (22) in Fließrichtung (A) vom Kaltwasseranschluß (1) her derart vorgeschaltet ist, daß das Brühwasser für den Normalkaffee mittels der Pumpe (6) über den ersten Leitungsstrang (4) förderbar ist bei gleichzeitigem Druckausgleich über den zweiten Leitungsstrang (5) zurück in den Leitungsweg (3′) vor der Pumpe.

6. Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (21) im zweiten Leitungsstrang (5) zum Brühen von Espresso mittels der Steuerung (13′) schließbar ist.

7. Maschine nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung (9′) als Meßkammer ausgebildet und dem geteilten Bereich (3′ a) des Leitungsweges (3′) vorgeschaltet ist und daß das Zulaufventil (11) im Bereich des Kaltwasseranschlusses (1) angeordnet ist.