DE4240175C1 - Brüheinrichtung für eine selbsttätig arbeitende Kaffeemaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Brüheinrichtung für eine selbsttätig arbeitende Kaffeemaschine, wie sie im Oberbegriff des Hauptanspruches dargelegt ist.

Eine derartige Einrichtung ist aus der DE 33 16 157 bekannt. Diese Patentschrift zeigt eine Brüheinrichtung, die für die Herstellung sowohl von Filterkaffee als auch von Cremekaffee eingesetzt werden kann. Ausschlaggebend für die Wahl der Kaffee­ sorte ist die Stellung des Brühkolbens in der Brühkammer. Beide Brühstellungen des Brühkolbens und die ihnen zugeordneten Parameter der Komprimierung des Kaffeemehls bzw. des Druckes des Brühwassers während des Brühvorganges können auf einfache Weise auf Getränkequalität und Kaffeemehlausnutzung eingestellt wer­ den.

Die Brühstellung des Brühkolbens zur Herstellung von Filterkaf­ fee ist dadurch definiert, daß das Kaffeemehl nicht oder unwe­ sentlich gepreßt ist, während das heiße Brühwasser drucklos bzw. unter einem geringen Druck in die Brühkammer eingeleitet wird. Die Brühstellung des Brühkolbens bei der Herstellung von Cre­ mekaffee zeichnet sich dadurch aus, daß das Kaffeemehl in der Brühkammer unter einen erhöhten Druck gesetzt wird und das heiße Brühwasser gleichfalls unter einem hohen Druck in die Brühkammer eingeleitet wird.

Der gebrühte Kaffee (gleichgültig ob es sich um Filterkaffee oder Cremekaffee handelt) wird durch ein System von Kanälen und Bohrungen im Brühkolben selbst und in den Vertikalführungen des Kolbens zur Ausgabeleitung der Kaffeemaschine geleitet.

Neben den beschriebenen Brühstellungen kann der Kolben in wei­ tere technologisch notwendige Stellungen bewegt werden.

Für die Beschickung der Brühkammer der Kaffeemaschine mit Kaf­ feemehl über eine trichterförmige Einfüllöffnung wird der Brüh­ kolben begrenzt nach unten in eine Beschickungsstellung bewegt, in der dieser die Brühkammer nach unten verschlossen hält, je­ doch die Einfüllöffnung der Brühkammer freigibt.

Für die Reinigung der Brühkammer der Kaffeemaschine wird der Brühkolben in seine tiefste Stellung bewegt, in der dieser die Brühkammer nach unten freigibt und damit Raum schafft, durch den das von oben in die Brühkammer eingeleitete Spülwasser das aus­ gelaugte Kaffeemehl aus der Brühkammer durch das Abflußrohr aus der Kaffeemaschine herausschwemmt.

Die Bewegung des Brühkolbens in die beschriebenen Positionen wird vorzugsweise durch ein Zahnstangengetriebe realisiert, bei dem ein angetriebenes Ritzel die mit einem Zahnstangenabschnitt versehene Führungsstange des Brühkolbens vertikal bewegt.

Der Brühkolben ist an seinem oberen Ende kegelförmig ausgebil­ det, um insbesondere bei der Beschickung der Brühkammer eine gleichmäßige Verteilung des von oben zugeführten Kaffeemehls auf das ringförmige Kaffee-Extraktionssieb zu gewährleisten.

Der Nachteil des Standes der Technik, wie er durch die DE 33 16 157 offenbart wird, besteht darin, daß in allen beschriebenen technologischen Zuständen des Brühkolbens, der Beschickungsstel­ lung, der Brühstellung und der Reinigungsstellung ein Optimie­ rungsbedarf für die Brüheinrichtung der Kaffeemaschine besteht.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Brühein­ richtung für eine selbsttätig arbeitende Kaffeemaschine zu schaffen, bei der durch eine gleichmäßige Verteilung des Kaf­ feemehls während der Beschickung der Brühkammer, eine gleichmä­ ßige Verdichtung des Kaffeemehls in der Brühkammer während des Brühvorganges und die Vermeidung von ausgelaugtem Restkaffee bei der Reinigung der Brühkammer eine Optimierung der Getränkeaus­ beute erreicht wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß bei der Brüheinrichtung des beschriebenen Typs der vertikal verstellbare Brühkolben mit einem zweiten, eine Rotation des Kolbens um seine Vertikalachse ermöglichenden Antrieb ausgestattet ist, wobei die Rotation des Brühkolbens in Beschickungsstellung eine gleichmä­ ßige Verteilung des zugeführten Kaffeemehls in der Brühkammer, in Brühstellung eine gleichmäßige Verdichtung des Kaffeemehls in der Brühkammer und in Reinigungsstellung eine Vermeidung von Restkaffeesatz in der Brühkammer bewirkt.

Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispiels näher er­ läutert werden. Die dazugehörigen Zeichnungen zeigen in

Fig. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Brüheinrichtung in Beschickungsstellung;

Fig. 2 die Brüheinrichtung gemäß Fig. 1 in Brühstellung für die Herstellung von Cremekaffee oder - ohne Kaffeepres­ sung - von Filterkaffee;

Fig. 3 die Brüheinrichtung gemäß Fig. 1 in Reinigungsstellung.

Die erfindungsgemäße Brüheinrichtung weist eine Brühkammer 1 auf, in der ein Brühkolben 2 vertikal verschiebbar angeordnet ist. Zugeordnet ist der Brühkammer 1 eine nicht dargestellte Beschickungsein­ richtung für Kaffeemehl sowie eine gleichfalls nicht dargestell­ te Liefereinrichtung für Brühwasser und Spülwasser für die Rei­ nigung der Brühkammer 1.

Die Brühkammer 1 verengt sich im oberen Bereich zu einer Ein­ füllöffnung 3 für Kaffeemehl, die sich anschließend trichter­ förmig in Richtung der darüber liegenden nicht dargestellten Dosiereinrichtung erweitert. Der Übergang zwischen der Einfüll­ öffnung 3 und der Brühkammer 1 weist einen Ringkanal 4 auf, in den der Brühwasserzulauf 5 und der Spülwasserzulauf 6 münden, und der nach unten gegenüber der Brühkammer 1 durch ein Brühwasser­ verteilsieb 7 begrenzt ist. Im Bereich der trichterförmigen Erweiterung der Einfüllöffnung 3 ist eine Einspüldüse 27 ange­ ordnet, mit der das von der Dosiereinrichtung in den Trichter gefallene und dort haftende Restkaffeemehl mittels Wasser in die Brühkammer 1 gespült wird. Die Einspüldüse 27 ist so ausge­ führt, daß ein Spülstrahl auf den Kopf des Brühkolbens trifft und ein weiterer, aufgefächerter Spülstrahl die Trichterwandung spült.

Im Abstand von der Einfüllöffnung 3 schließt sich an die Brüh­ kammer 1 ein erweiterter Bereich 8 an, der mit einem Gehäuse 9 abschließt, welches einen Führungskörper 10 für eine Kolbensta­ nge 11, die Bestandteil des Brühkolbens 2 ist, hat, sowie die Ausgabeleitung 12 für Kaffee mit den dazugehörigen, nicht darge­ stellten Bohrungen und das Abflußrohr 13 für das Reinigungswas­ ser beinhaltet.

Der Brühkolben 2 ist als Stufenkolben ausgebildet, dessen erster Bereich 14 einen Durchmesser aufweist, der dem Durchmesser der Brühkammer 1 entspricht, wogegen der zweite Bereich 15 einen dem Durchmesser der Einfüllöffnung 3 angepaßten Durchmesser auf­ weist.

Durch Dichtungsmittel 16, 17 ist sowohl der erste Bereich 14 gegenüber der Brühkammer 1 als auch der zweite Be­ reich 15 gegenüber der Einfüllöffnung 3 abgedichtet.

Über die mit dem Brühkolben 1 fest verbundene und in dem Füh­ rungskörper 10 geführte Kolbenstange 11 wird sowohl die Verti­ kalbewegung des Brühkolbens 2 in die jeweils gewünschte Position als auch dessen Rotation um seine Vertikalachse realisiert. Aus diesem Grund ist die vertikal verschiebliche Kolbenstange 11 in einen nicht drehbaren Abschnitt 21 und einen mit dem Abschnitt 21 vertikal verschieblichen, von diesem aber unabhängig dreh­ baren Abschnitt 22 geteilt. Mit einem Kupplungsele­ ment 23 wird die beschriebene Wirkungsbeziehung zwischen den Abschnitten 21 und 22 hergestellt.

Der Vertikalantrieb für den Brühkolben 2 weist einen Stellmotor 18 auf, der über ein Zahnrad 19 den mit einer Zahnstange 20 versehenen Abschnitt 21 und damit die gesamte Kolbenstange 11 mit dem Brühkolben 2 verschiebt.

Von diesem Vertikalantrieb unabhängig wirkt ein zweiter Antrieb, der die Rotation des Brühkolbens 2 realisiert. Auf dem drehbaren Ab­ schnitt 22 der Kolbenstange 11 ist ein Stirnrad 25 mit Profilkeilverbindung derart angeordnet, daß es zwar drehfest auf der Kolbenstange 11 sitzt, jedoch eine axiale Verschiebung derselben zwischen den Endlagen des Brühkolbens 2 zuläßt. Das Stirnrad 25 steht mit einem Ritzel 26 in Eingriff, das von einem am Gehäuse 9 befestigten Motor 24 angetrieben wird.

Der Betrieb der dargestellten Brüheinrichtung verläuft wie folgt:

Beginnend bei der Beschickung der Brüheinrichtung mit Kaffeemehl gemäß Fig. 1 wird der Brühkolben 2 in eine Position bewegt, in der die Einfüllöffnung durch den Abschnitt 15 des Brühkolbens 2 freigegeben ist, jedoch die Brühkammer 1 durch den Abschnitt 14 des Brühkolbens 2 nach unten hin verschlossen bleibt. Durch die Dosiereinrichtung wird von oben Kaffeemehl in die trichterförmig erweiterte Einfüllöffnung 3 geschüttet.

Durch Zuschalten des Rotationsantriebes wird der Brühkolben 2 um seine Längsachse gedreht und verteilt dabei das zugeführte Kaf­ feemehl gleichmäßig auf dem Extraktionssieb 28 der Brühkammer 1, bis sich eine ausreichende Menge an Kaffeemehl in der Brühkammer befindet. Nach der Beschickung der Brühkammer sorgt der über die Einspüldüse 27 eingebrachte Spülstrahl dafür, daß Restkaffee­ mehl, das an der Wandung der trichterförmigen Erweiterung der Einfüllöffnung 3 und auf dem Kopf des Brühkolbens 2 haften ge­ blieben ist, in die Brühkammer 1 gespült wird, so daß der Brüh­ kammer exakt die zugeteilte Kaffeemehlmenge zugeführt wird. Damit ist die Beschickung der Brüheinrichtung mit Kaffeemehl beendet und der Brühvorgang kann eingeleitet werden.

Die Brühstellung des Brühkolbens 2 ist entscheidend für die Wahl der Kaffeeherstellung. Cremekaffee wird durch Kaffeepressung, was gleichbedeutend mit der Stellung des Brühkolbens 2 in seiner oberen Endposition ist, Filterkaffee hingegen ohne Kaffeepres­ sung, was gleichbedeutend mit der Stellung des Brühkolbens 2 etwas unterhalb seiner oberen Endposition ist, hergestellt.

Beginnend bei der Brühstellung des Brühkolbens 2 für die Her­ stellung von Cremekaffee gemäß Fig. 2 befindet sich der Brüh­ kolben 2 in seiner oberen Endposition, in der das Kaffeemehl in der Brühkammer 1 gepreßt wird und das Brühwasser unter Druck über den Brühwasserzulauf 5 zugeführt wird. Während der Brühkol­ ben 2 durch den Vertikalantrieb in die der Kaffeesorte entspre­ chende Brühstellung bewegt wird, wird der Rotationsantrieb zu­ geschaltet. Dieser bewirkt, daß der Brühkolben 2 während seiner Vertikalbewegung in Rotation versetzt wird und eine gleichmäßige Verdichtung des gepreßten Kaffeemehls sichert. Diese gleichmäßi­ ge Verdichtung des Kaffeemehls optimiert bei der Herstellung von Cremekaffee in der erfindungsgemäßen Brüheinrichtung die Geträn­ keausbeute.

Bei der Herstellung von Filterkaffee bewegt sich der Brühkolben 2 in eine etwas tiefer liegende Brühposition. Die Bewegungsab­ läufe des Brühkolbens 2 entsprechen denen bei der Herstellung von Cremekaffee, wobei hierbei das Kaffeemehl keinem oder nur einem unbedeutenden Preßdruck ausgesetzt wird. Auch hier wird durch den rotierenden Brühkolben 2 das in der Brühkammer 1 be­ findliche Kaffeemehl während des Brühvorganges gleichmäßig ver­ dichtet, was gleichfalls zu den genannten Vorteilen führt.

Nach Beendigung des Brühvorganges ist aus der Brüheinrichtung das ausgelaugte Kaffeemehl zu entfernen. Zu diesem Zweck ist der Brühkolben 2 in seine untere Endlage zu verschieben. In dieser Reinigungsstellung wird durch den Brühkolben 2 sowohl die Ein­ füllöffnung 3 freigegeben, als auch die Brühkammer 1 nach unten zum Gehäuse 9 geöffnet. Durch Einleitung von Spülwasser durch den Spülwasserzulauf 6 in die Brühkammer 1 wird das ausgelaugte Kaffeemehl vom Extraktionssieb 28 durch das Abflußrohr 13 ge­ spült. Auch während dieses Spülvorganges wird der Brühkolben durch den Rotationsantrieb um seine Längsachse gedreht. Dabei findet eine gezielte Verteilung des Spülwassers in der Brühkammer 1 statt, und es wird ein Verbleiben von Kaffeesatzresten in der Brühkammer vermieden.

Claims (10)

1. Brüheinrichtung für eine selbsttätig arbeitende Kaffeemasch­ ine mit einer Einfüllöffnung für Kaffeemehl, einer Brühkammer, die einen Brühwasserzulauf und eine Ausgabeleitung für Kaffeebrühe aufweist, einem in der Brühkammer durch einen Antrieb in definierte technologisch bedingte Positionen vertikal verschiebbaren Brühkolben, wobei für die Beschickung mit Kaffeemehl der Brühkolben in eine tiefer liegende Position bewegbar ist, bei der die Einfüllöffnung freigegeben ist, während der untere Bereich der Brühkammer weiterhin abgedichtet ist, für die Herstellung von Creme­ kaffee der Brühkolben in eine obere Endposition bewegbar ist, bei der die Brühkammer nach außen sowohl im Bereich der Einfüllöffnung als auch in ihrem unteren Bereich durch den Brühkolben abgedichtet ist, und in der das Kaffeemehl unter einen Preßdruck gerät, für die Herstellung von Filterkaffee der Brühkolben in eine etwas tiefer gelegene Position beweg­ bar ist, in der das Kaffeemehl nicht oder unwesentlich ge­ preßt wird, und für die Reinigung der Brühkammer von ausge­ laugtem Restkaffee der Brühkolben in eine untere Reinigungs­ stellung bewegbar ist, in der sowohl die Einfüllöffnung als auch der untere Bereich der Brühkammer vom Brühkolben frei­ gegeben sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Brühkolben (2) mit einem zweiten, eine Rotation des Brühkolbens (2) um seine Vertikalachse ermöglichenden Antrieb ausgestattet ist.

2. Brüheinrichtung nach Anspruch 1, wobei der Brühkolben (2) in Beschickungsstellung zur gleichmäßigen Verteilung des zuge­ führten Kaffeemehls in der Brühkammer (1) in Rotation ver­ setzbar ist.

3. Brüheinrichtung nach Anspruch 1, wobei der Brühkolben (2) in Brühstellung zur gleichmäßigen Verdichtung des Kaffeemehls in der Brühkammer (1) in Rotation versetzbar ist.

4. Brüheinrichtung nach Anspruch 1, wobei der Brühkolben (2) in Reinigungsstellung zur Vermeidung von Restkaffeesatz in der Brühkammer (1) in Rotation versetzbar ist.

5. Brüheinrichtung nach Anspruch 1 bis 4, wobei die Rotations­ bewegung des Brühkolbens (2) nach Erreichen seiner technolo­ gisch bedingten Position zuschaltbar ist.

6. Brüheinrichtung nach Anspruch 1 bis 4, wobei die Rotations­ bewegung und die Vertikalbewegung des Brühkolbens (2) gleichzeitig ausführbar sind.

7. Brüheinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vertikal verschiebbare Kolbenstange (11) in einen un­ teren, nicht drehbaren Abschnitt (21) zur Einleitung der Vertikalbewegung des Brühkolbens (2) und einen mit dem Ab­ schnitt (21) um die Längsachse drehbar verbundenen Abschnitt (22) zur Einleitung der Rotationsbewegung des Brühkolbens (2) geteilt ist.

8. Brüheinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem drehbaren Abschnitt (22) der Kolbenstange (11) ein Stirnrad (25) derart angeordnet ist, daß es drehfest auf der Kolbenstange (11) sitzt, jedoch eine axiale Verschiebung derselben zwi­ schen den Endlagen des Brühkolbens (2) zuläßt, wobei das Stirnrad (25) mit einem Ritzel (26) in Eingriff steht, das von einem am Gehäuse (9) befestigten Motor (24) angetrieben wird.

9. Brüheinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotationsantrieb im Brühkolben (2) angeordnet ist.

10. Brüheinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotation durch eine Schiebehülse auf den Brühkolben (2) übertragbar ist.