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Kaffeemaschine Die maschinelle Herstellung von Kaffeegetränk erfolgt
bekanntlich im wesentlichen nach zwei verschiedenen Methoden. Bei der einen Methode
wird das Kaffeemehl mit heißem Wasser nahe der Siedetemperatur (9o his ioo° C) aufgebrüht
und nach längerem Ziehenlassen gefiltert. Die genannte Brülltemperatur gewährleistet
dann erfahrungsgemäß dadurch, daß sie nur die bekömmlichen aromatischen und wohlduftenden
Stoffe, dagegen nicht die unbekömmlichen Bitterstoffe löst, eine günstige Auslaugung
des Kaffeemehls. Jedoch zeitigt diese Methode insofern wesentliche Nachteile, als
der Brüllvorgang und das Filtern verhältnismäßig lange Zeit in Anspruch nehmen und
daher bei großem Bedarf immer gleich eine größere Menge Kaffeegetränk auf einmal
hergestellt werden muß.
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Bei der anderen Methode werden diese Nachteile mittels der sogenannten
Kaffeemaschinen dadurch beseitigt, daß das Brüllwasser in einem beheizbaren, unter
etwa i atü Dampfdruck stehenden Wasserkessel erzeugt und dann mit diesem Druck durch
das in einer besonderen Brüllvorrichtung befindliche Kaffeemehl hin:durchgepreßt
wird, wonach meist noch eine Austrocknung des Kaffeemehls mittels Dampfes erfolgt.
Hier macht sich jedoch die hohe, von dem Dampfdruck abhängige Brülltemperatur (bei
i atü etwa 12o0 C) dadurch sehr nachteilig bemerkbar, daß sie nicht nur die bekömmlichen
Stoffe, sondern auch die nichtbekömmlichen Bitterstoffe mehr oder weniger aus dem
Kaffeemehl auszieht, und daß ein verhältnismäßig großer Teil des Kaffeemehls als
nichtfiltrierbarer feiner Schlamm mit in das Getränk übergeht. Außerdem findet durch
die hohe Brülltemperatur und die plötzliche Druckentlastung beim Abzapfen ein heftiges
Verdampfen und Auseinanderrenßen des auslaufenden fertigen Getränks an der Zapfstelle
statt, wobei die aromatischen Duftstoffe sich verflüchtigen, ,die Bitterstoffe und
der Kaffeeschlamm aber zuriickbleiben und somit das ganze Getränk an Wohlgeschmack
verliert. Anderseits läßt sich aber mit diesem Verfahren jederzeit ein stets frisches
Kaffeegetränk sowohl in kleineren als auch in größeren Mengen in kürzester Zeit
herstellen, so daß diesem Verfahren meistens der Vorzug zu geben und nur danach
zu trachten ist, die Nachteile desselben zu beseitigen. Es ist diesbezüglich schon
vorgeschlagen worden, die Temperatur des Brüllwassers niedriger zu halten und das
letztere mit Druckluft auszupressen, doch sind hierzu Einrichtungen erforderlich,
die den Gebrauch er Kaffeemaschine erschweren und verteuern. Es ist auch schon vorgeschlagen
worden, an die Heißwasserleitung einen Oberflächenkühler oder aber eine durch ein
Handventil regelbare Kaltwasserzusatzleitung anzuschließen. Diese Vorrichtungen
sind jedoch für Kaffeemaschinen zur Regelung der Brülltemperatur nicht geeignet.
Bei .einem Oberflächenkühler würde
einerseits in den Wasserentnahmepausen
eine verhältnismäßig große Ansammlung von abgekühltem und sich weiter abkühlendem
Wasser stattfinden, und anderseits würde in Anbetracht der nur kurze Zeit dauernden
Flüssigkeitsentnahme keine genügend schnelle Kühlwirkung zu erzielen sein. Eine
von Hand aus bedienbare Kaltwasserzusatzleitung gestattet ebenfalls in der kurzen
Entnahmezeit keine sichere Temperaturregelung, noch dazu, wenn eine Einrichtung
fehlt, um das jeweils erforderlicheMengenverhältnis zwischen dem heißen Kesselwasser
und dem kalten Zusatzwasser schnell genug und richtig bestimmen zu können.
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DieErfindung bezieht sich nun auf eineKaffeemaschine, bei der nach
der letztgenannten Methode das Brühwasser unter Dampfdruckbildung in einem beheizbaren
Wasserkessel erzeugt und regelbar mittels des Dampfdrukkes durch das in einer besonderen
Brühvorrichtung befindliche Kaffeemehl hindurchgepreßt wird. Die Beseitigung der
diesem.Verfahren bisher anhaftenden Mängel erfolgt dabei erfindungsgemäß dadurch,
daß an die Brühwasserleitung zwecks Rückkühlung des im Dampfkessel erzeugten Druckwassers
auf die gewünschte Brühtemperatur eine von dem jeweiligen Druck- und Temperaturzustande
des Kesselwassers beeinflußte Kaltwassermischvorrichtung angeschlossen wird. Dieselbe
regelt das Mischverhältnis zwischen dem heißen Kesselwasser und dem kühlenden Zusatzwasser
selbsttätig und kann auch selbsttätig jegliche Mischung in den Entnahmepausen unterbrechen.
Eine solche selbsttätige Mischvorrichtung ermöglicht die Erzeugung von beliebig
und gleichmäßig heißgehaltenem Brühwasser und gewährleistet auch in kleinsten Zeitabschnitten
die Abkühlung des Kesselwassers bis zur gewünschten Brühtemperatur.
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Die selbsttätige Regelung der Mischung und des Mischverhältnisses
wird z. B. in einfacher Weise dadurch erreicht, daß ein einerseits vom Kesseldruck
und anderseits vom Rückstandruck, welcher beim Drosseln und Absperren des Brühwassers
in dessen Durchflußleitungen entsteht, beeinflußtes:Regelmittel (Membran, Kolben
o. dgl.) zum Bewegen eines Absperrgliedes der Kaltw asserzusatzleiitung benutzt
wird, und zwar derart, daß beim Entnehmen von heißem Kesselwasser, ,d. h. also bei
fallendem Rückstaudruck in den Leitungen, das Kaltwasserabsperrglied durch den Kesseldruck
sofort mehr oder weniger geöffnet, beim Absperren des Brühwassers dagegen durch
.den entstehenden Rückstaudruck sofort wieder geschlossen wird. Da der Kesseldruck
von der Temperatur des Kesselwassers abhängig ist, so bew=irkt eine höhere Wassertemperatur
im Kessel durch den größeren Kesseldruck auch ein Mehröffnen des Kaltwasserabsperrgliedes.
Umgekehrt tritt eine Drosselung beim Sinken der Kessel-"v assertemperatur ein.
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Zweckmäßig läßt man fernerhin die Kesselwasserleitung mit einem Düsenstück
in einen besonderen Mischraum münden, mit dem die Kaltwasserzusatzleitung und der
unter dem Rückstaudruck stehende Raum des Zusatzwasserregelgliedesderart verbunden
werden, daß beide von dem saus dem Kessel strömenden `'Nasser ej ektorartig beeinflußbar
sind. Hierdurch wird eine gute ?Mischung des heißen und des kalten Wassers erzielt,
vor allem aber veranlaßt die ejektorartige Wirkung bei der Kesselwasserentnahme
ein schnelles Fallen des Rückstaudruckes in dementsprechenden Raum des Zusatzwasserregelgliedes.
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Alle zu dieser selbsttätigen Mischvorrichtung gehörenden Teile können
leicht in einem einheitlichen, nicht umfangreichen Anschlußkörper untergebracht
werden, der sich nachträglich an vorhandene Brühvorrichtungen anschließen läßt,
ohne irgendeine Änderung derselben zu erfordern.
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DerErfindungsgegenstand ist auf derZeichnung in einer Ausführungsform
beispielsweise dargestellt, und zwar zeigen: Abb. i ein Gesa nt'schema der Kaffeemaschine
mit einer selbsttätigen Kaltwasserm.ischvorrichtung, Abb. z einen Längsschnitt .durch
eine als besonderesAnschlußstück ausgebildete Mischvorrichtung, Abb.3 eine mit einer
Mischvorrichtung vereinigte Brühvorrichtung der Kaffeemaschine im Längsschnitt,
Abb.3a einen Längsschnitt entsprechend Schnittlinie A=B nach Abb. 3 und Abb.3b einen
Querschnitt entsprechend Schnittlinie C-D nach Abb. 3a.
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Die Kaffeemaschine besteht in der üblichen Weise aus einem durch eine
Heizquelle i beheizbaren Wasserkessel a, an :den ein oder mehrere Brühschalenkörper.3
angeschlossen sind. Die Brühvorrichtung 3 besitzt eine losnehinbare Brühschale q.
in bekannter Ausführung, in welcher das Sieb 5 zur Aufnahme des, Kaffeemehls untergebracht
ist und aus welcher .das fertige Kaffeegetränk unten auslaufen kann. Das zum Aufbrühen
dienende heiße Wasser des Kessels :2 strömt durch ein Rohr 6 -des Kessels und durch
die Leitungskanäle 7 und 8 der Brühvorrichtung nach der Brühschale, während der
zum nachträglichen Austrocknen benötigte Dampf dem Rohr 9 entnommen werden und durch
:die Leitungskanäle io und 8 der Brühschale q. zuströmen kann. Die wahlweise Zuführung
von Wasser oder Dampf erfolgt gemäß Abb. i durch die
beiden Hähne
oder Ventile i i und 12, gemäß Abb. 3 durch einen gemeinsamen mit Handgriff 13 versehenen
Drehschieber 14, der mit einem exzentrisch sitzenden Durchgangsloch 15 abwechselnd
den Wasserkanal 7 und den Dampfkanal io freizugeben vermag.
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An die Heißwasserleitung 7 ist eine Kaltwasserzusatzleitung 16, 17
angeschlossen, deren Durchfluß durch ein Absperrglied 18 von Hand aus eingestellt
werden kann. Zum selbsttätigen Regeln des Kaltwasserzuflusses zur Heißwasserleitung
ist ein weiteres Absperrrnittel ig vorgesehen, welches von einer Membran 2o bewegt
wird. Der auf der einen Seite der Membran befindliche Raum 21 steht durch die Leitung
6 bzw. 24 mit dem Kessel 2 und der auf der anderen Seite der Membran befindliche
Raum 22 durch :die Leitung 17 mit dem Mischraum 23 in Verbindung, so daß die Membran
einerseits vom Kesseldruck beeinflußtwird und anderseits vom Rückstaudruck, welcher
beim Drosseln und Absperren des Brühwassers mittels -des Drehschiebers 14. bzw.
des Hahnes i i in der Heißwasserleitu1ig 7 entsteht und sich durch dieKaltwasserleitung
17 bis zürn Rauin 22 der Membran fortpflanzt. Die Wirkungsweise der selbsttätigen
Regelung ist dann folgende: Gewöhnlich hält die Membran 20 das Ventil ig geschlossen,
was noch durch den verstellbaren Druck einer Regulierfeder 25 (Abb. i) sowie durch
die Ausbildung des Absperrmittels ig als Rückschlagventil unterstützt werden kann.
Wird nun das Ventil i i geöffnet bzw. der Schieber 14 so gestellt, daß das heiße
Kesselwasser durch die Leitungen 6 7 und 8 nach :der Brühschale .I fließen kann,
so findet im Raum -22 der Membran 2o eine Druckminderung statt, wodurch der auf
der anderen Seite (im Raum 21) auf der Membran lastende volle Kesseldruck das Ventil
ig öffnet und kaltes Wasser durch die Leitungen 16 und 17 nach dem Mischraum 23
fließen kann. Das Ventil ig öffnet dabei gegen die Membranspannung bzw. gegen den
Druck der Feder 25 und läßt deshalb bei steigendem Kesseldruck (also höherer Kesselwassertemperatur)
mehr kaltes Wasser, bei fallendem Kesseldruck dagegen weniger oder gar kein kaltes
Wasser nach dem Mischraum 23 gelangen. Da die Zusatzleitung 16 zweckmäßig gleich
an dieHauswasserleitungangeschlossen wird, deren Druck oftmals veränderlich ist,
so ist es vorteilhaft, auch auf der anderen Seite der Membran eine im Druck verstellbare
Regulierfeder 26 vorzusehen, damit bei steigendem Wasserleitungsdruck durch Spannen
der Feder 26 ein leichtes Öffnen des Ventils i g bewirkt werden kann. Da das leichte
und vor allem schnelle öffnen des Ventils ig aber auch sehr von einem genügend schnellen
Fallen des Rückstaudruckes im Raum 22 abhängt, so wird das Kesselwasser vorteilhaft
ejektorartig mit einem Düsenstück 27 in den Mischraum 23 eingeleitet und,die Kaltwasserleitung
17 und der Membranraum 22 so an den Mischraum 23 angeschlossen, daß das aus der
Leitung 7 strömende Wasser eine saugende Wirkung auf die Leitung 17 und den Raum
22 auszuüben vermag. Dadurch ist,dann auch ein schnelles Fallen des Rückstaudrukkes
im Raum 22 bei Beginn der Wasserentnahme aus dem Kessel 2 bedingt.
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Beim Schließen des Ventils i i bzw. des Schiebers 1:I findet durch
den Rückstaudruck ein schneller Druckausgleich in denMembranräumen 21 und 22 statt,
so daß das Ventil ig durch die Mernbranspannung bzw. durch ,den Druck .der Feder
25 bzw. durch den Wasserl.eitun-sdruck geschlossen wird.
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Die Dauer der Wassermischung und gleichzeitig der Brühzeit kann durch
ein zwischen dem Mischraum 23 und der Brübschale d. angeordnetes Drosselglied 28
geregelt werden.
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Gemäß Abb.2 ist die ganze Mischkühlvorrichtung in einem einheitlichen,
z. B. scheibenförmigen Anschlußkörper 29 untergebracht, der sich einfach wie ein
Flansch zwischen den Kessel 2 und die etwa schon vorhandene Brühv orrichtung 3 einsetzen
läßt.
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In der baulichen Ausführung können die einzelnen Teile jeder vorhandenen
Kaffeemaschine angepaßt werden; je nach Wunsch und Bedarf läßt sich dabei die Regelung
des Kaltwasserzusatzes anstatt mit einem druckbeeinflußten Regelglied 2o natürlich
auch mit einem Thermostaten bewerkstelligen.