DE60002820T2

DE60002820T2 - Automatische Espressomaschine

Info

Publication number: DE60002820T2
Application number: DE60002820T
Authority: DE
Inventors: Francesco Bonanno
Original assignee: F I S A SpA
Current assignee: Fisa SpA Modena It
Priority date: 2000-02-07
Filing date: 2000-12-13
Publication date: 2003-12-24
Anticipated expiration: 2020-12-14
Also published as: EP1121882A3; AU782522B2; IT1321007B1; ITBO20000053A1; CA2334422C; AU1676401A; CA2334422A1; EP1121882B1; US6431055B2; ATE240671T1; US20010011502A1; EP1121882A2; DE60002820D1

Description

Die Erfindung betrifft eine vollständig automatische Maschine zum Zubereiten von Espressokaffe, bei welcher die verschiedenen sich gegeneinander bewegenden Teile durch das unter Druck stehende Wasser, welches von der Betriebspumpe zugeführt wird, betrieben werden, wobei keine weiteren elektrischen oder pneumatischen Steuerungen vorhanden sind.
Aus dem bekannten Stand der Technik sind automatische Espressokaffee-Ausgabeeinheiten bzw. -maschinen bekannt, welche sich gegeneinander bewegende Teile aufweisen, welche durch elektrische Stellglieder angetrieben werden, die von ausgereiften Einrichtungen gesteuert werden, um sicherzustellen, dass das Kaffeepulver dem korrekten Druck ausgesetzt wird, der erforderlich ist, um ein Getränk zu erhalten, welches die geforderte Qualität besitzt.
Die EP 887036 beschreibt eine Espressomaschine mit einer Brüheinheit, welche eine zweiteilige Brühkammer, eine Heizeinrichtung, einen Sprühkopf und eine Feder aufweist.
Zwei relativ zueinander bewegliche Teile formen, wenn sie geschlossen sind, eine Brühkammer für die Filterkapsel.
Eines der zwei Brühkammerteile ist mit einer Heizeinrichtung für das Brühwasser verbunden und weist einen Sprühkopf auf.
Eines, und zwar das zweite der beiden Teile, weist eine Kammer für das Kaffeepulver auf und ist starr miteinem beweglichen, hohlen Körper verbunden, der auf einem festen, hohlen Körper montiert ist, um eine variable Volumenkammer zu bilden, welche mit einer Druckwasserquelle verbunden ist, sowie zur Ausgabe.
Der Sprühkopf im ersten Brühkammerteil ist beweglich und, zumindest während der Erzeugung des Kaffees, einer von einer Feder aufgebrachten Kraft ausgesetzt, welche in der Richtung des anderen Brühkammerteils oder in der Richtung der in der Brühkammer enthaltenen Filterkapsel liegt.
Die Filterkapsel wird durch den von dem Sprühkopf aufgebrachten Druck zusammengepresst und das Brühwasser fließt langsamer durch, wodurch die Extraktion verbessert wird.
Die Maschine gemäß der EP 887036 weist den Nachteil einer schwierigen Beladung der Filterkapsel, welche das frische Kaffeepulver aufweist, und der Ausgabe der verbrauchten Kapsel auf.
Des weiteren ist die Maschine nicht geeignet, feste Filterkapseln aufzunehmen.
Ausgabegeräte bzw. -einheiten des bekannten Typs sind kompliziert und teuer, sind schwierig und umständlich zu warten und müssen von spezialisiertem Personal, welches die notwendige Ausrüstung besitzt, installiert werden.
Die hauptsächliche Aufgabe der Erfindung ist es, eine Ausgabeeinheit für Espressokaffee mit einfacher und ökonomischer Konstruktion, Installation und Zusammenbau zu schaffen, welches außerdem ohne Unterschied sowohl in automatischen Maschinen für den professionellen Einsatz als auch in für den Hausgebrauch vorgesehenen Maschinen verwendet werden kann.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine Ausgabeeinheit für Kaffee mit den oben genannten Eigenschaften zu schaffen, welche mit losem, gemahlenem Kaffee oder mit Päckchen oder Kapseln verwendet werden kann, die mit gemahlenem Kaffee gefüllt sind.
Ein besonderes Ziel der Erfindung ist es, eine Ausgabeeinheit zu schaffen, welche in der Lage ist, diejenigen vorgefüllten Päckchen mit Kaffeepulver des Kapseltyps zu verwenden, welche eine teilweise starre Schale mit einem Filterboden und -deckel aufweisen und mit einem Stützkragen versehen sind.
Die hauptsächliche Aufgabe der Erfindung wird durch eine automatische Ausgabeeinheit für Espressokaffee gemäß Anspruch 1 gelöst.
Die verbleibenden Ziele werden allesamt gemäß der Erfindung durch eine Ausgabeeinheit erreicht, welche die in den Ansprüchen angegebenen Eigenschaften aufweist.
Die Vorteile sowie die konstruktiven und betriebsmäßigen Eigenschaften der Erfindung werden aus der nachfolgenden, detaillierten Beschreibung deutlicher, welche zwei bevorzugte Ausführungsformen derselben unter Zuhilfenahme der Figuren der beiliegenden Zeichnung darstellt.
Fig. 1 ist ein horizontaler Schnitt durch eine erste Ausführungsform der Erfindung in ihrer Ruheposition.
Fig. 2 zeigt letztere in ihrer ersten Betriebsphase.
Fig. 3 zeigt die letztere in ihrer zweiten Betriebsphase.
Fig. 4 ist ein Schnitt gemäß der Linie IV-IV aus Fig. 2.
Fig. 5 ist ein horizontaler Schnitt durch eine zweite Ausführungsform der Erfindung in ihrer Ruheposition.
Fig. 6 zeigt die letztere in einer Betriebsphase.
Fig. 7 ist ein Schnitt nach der Linie VII-VII von Fig. 5.
Fig. 8 zeigt einen möglichen Hydraulikkreis für die Vorrichtung.
Das Ausgabegerät bzw. die Ausgabeeinheit 1, die in den Fig. 1 bis 4 dargestellt ist, weist eine normale Ausgabeeinrichtung 2 für heißes Wasser auf, von welcher sich zwei zylindrische Stäbe 3 nach rechts erstrecken, um eine feste Platte 4 zu halten.
Die Stäbe 3 tragen einen darauf befestigten, festen, hohlen Körper 5, der mit einem zylindrischen, inneren Hohlraum 53 versehen ist, in welcher ein beweglicher, hohler Körper oder ein erster hohler Kolben 7 in dichtender Beziehung gleitet, oder ein erster hohler Kolben 7 mit einer dazwischen angeordneten Dichtung 8.
Von der Unterseite des zylindrischen Hohlraums 53 erstreckt sich eine Leitung 52, die mit einem Kreislauf für unter Druck stehendes Wasser (siehe Fig. 8) verbunden ist.
Der erste hohle Kolben 7 weist an einem Ende einen Flansch 71 auf, welcher ebenfalls an den Stäben 3 montiert und mit der Platte 4 über eine erste Zugfeder 72 verbunden ist, welche dafür sorgt, dass der an dem Körper 5 anliegt.
Der erste hohle Kolben oder bewegliche, hohle Körper 7 trägt an seiner Oberseite eine daran befestigte, zylindrische Umhüllung 73, in welcher ein zweiter Kolben 9 mittels einer dazwischen liegenden Dichtung 10 gleitet.
Der zweite Kolben 9 weist eine axiale Leitung 91 auf, welche sich nach rechts in einen Schlauch 92 erstreckt, welcher in dichtender Art und Weise durch die Unterseite des ersten hohlen Kolbens 7 und die Unterseite des zylindrischen Hohlraums des Körpers 5 erstreckt, um über die Platte 4 hinauszureichen; die Dichtungen 11 und 12 schaffen die Abdichtung.
Der zweite Kolben 9 weist an seiner linken Seite eine Vertiefung 93 auf, von dessen Zentrum sich die axiale Leitung 91 erstreckt und welche mittels einer perforierten Platte 94 geschlossen ist.
Auf der gegenüber liegenden Seite des Schlauches 92 ist eine Scheibe 95 montiert, welche als eine Unterstützung für eine zweite Druckfeder 13 dient, welche zwischen der Scheibe und der Unterseite des Körpers 5 wirkt.
Die Scheibe 95 ist axial auf dem Schlauch 92 beweglich, welcher an seinem Ende außenseitig über eine geringe Länge mit einem Gewinde versehen ist und mittels einer Mutter 96, welche auf den Schlauch 92 geschraubt ist, in seiner Position gehalten wird.
Die Federn 13 und 14 werden durch Aufschrauben der Mutter 96 um einen größeren oder geringeren Betrag um einen größeren oder geringeren Betrag zusammengedrückt.
Eine dritte Druckfeder 14 ist zwischen der Unterseite des zweiten Kolbens 9 und der Unterseite des ersten hohlen Kolbens angeordnet, um das Ende des zweiten Kolbens auf der Höhe der zylindrischen Dichtung 73 zu halten, wie in Fig. 1 dargestellt.
Die zwei Stäbe 3 tragen einen axial darauf beweglichen, hohlen Körper 15, welcher zwei Ausnehmungen zum Aufnehmen eines Paars vierter Druckfedern 16 aufweist und, besitzt eine derartige axiale Dimensionierung, dass sein linkes Ende mit der zylindrischen Dichtung 73 bündig ist.
Eine elastische Schaltklinke 17 ist sicher an dem Flansch 71 des ersten hohlen Kolbens 7 angebracht und wird elastisch in einen Sitz eingeführt, der in dem ringförmigen Körper 15 vorgesehen ist.
Der ringförmige Körper 15 weist an seiner Oberseite eine radiale Leitung 151 auf, die in Fig. 4 gut sichtbar ist.
Die oben genannte Einheit ist in Fig. 1 in ihrer Ruheposition dargestellt.
Wenn es gewünscht ist, Espressokaffee auszugeben, wird die elastische Schaltklinke 17 mit einem Finger in der Richtung des Pfeiles 18 gedrückt, so dass der ringförmige Körper 15 von dem Flansch 71 des ersten hohlen Kolbens 7 freigegeben wird.
Durch die Kraft der vierten Federn 16 wird der ringförmige Körper in Kontakt mit den. Ausgabeeinrichtungen 2 für heißes Wasser bewegt, so dass eine zylindrische Kammer 152 erzeugt wird, in welche das Kaffeepulver über die Leitung 151 zugeführt wird.
Diese Position ist in Fig. 2 dargestellt.
Wenn der gemahlene Kaffee der zylindrischen Kammer zugeführt worden ist, werden die Betriebspumpe und das Zweiwegeventil 103 in Betrieb genommen, um unter Druck stehendes Wasser unter den ersten hohlen Kolben 7 zuzuführen, wobei letzterer so lange verschoben wird, bis die zylindrische Dichtung 73 dichtenden Kontakt mit der Wand der Verteilereinheit 2 und der Flansch 71 Kontakt mit dem ringförmigen Körper 15 herstellt, um zu bewirken, dass die Schaltklinke 17 in schnappender Weise betrieben wird und an dem ringförmigen Körper einhängt, wie in Fig. 3 dargestellt.
Der zweite Kolben 9 zieht sich gegen die Einwirkung der dritten Feder 14 zurück, um den Kaffee in geeigneter Weise unter Druck zu halten.
Die Einheit ist somit bereit, den Kaffee auszugeben, was durch Öffnen eines zeitgesteuerten Ventils 106 (Fig. 8) erreicht wird, um heißes Wässer auszugeben.
Wenn die Ausgabe vollständig ist, kehrt das Ventil 106 zu seiner ursprünglichen Position zurück, um das heiße Wasser, das innerhalb des Kreislaufs zwischen demselben und dem federbelasteten Ventil 105 liegt, auszugeben, dann wird wieder das Ventil 103 betätigt, um es in seine ursprüngliche Position zu bringen und das gegen den ersten hohlen Kolben wirkende Wasser auszugeben, wodurch es ermöglicht wird, dass die erste Feder 72 den letzteren und den mit ihm verbundenen, ringförmigen Körper in seine Position zurückzubringen, wie in Fig. 1 dargestellt.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 5 bis 7 zeigen dieselben die Ausgabeeinrichtungen 2 für heißes Wasser, mit welchen eine Platte 20 verbunden ist, die mit einer zentralen Nut 21 versehen ist, deren Ränder zwei parallele, vorstehende Rippen 22 zum Tragen und Führen des oberen Randes 31 einer gemahlenen Kaffee enthaltenden Kapsel 30 bilden.
Diese Rippen sind an derjenigen Position unterbrochen, in welcher die Kapsel axial mit einer zylindrischen Umhüllung 41 ausgerichtet ist, welche sich von einem Körper 40 in Form einer umgekehrten Schale erstreckt, welche dem leicht abgeänderten hohlen Körper 5 aus Fig. 1 entspricht.
Die letztere ist über eine Dichtung 421 auf der Außenseite eines festen Kolbens 50 dichtend montiert, welcher mit der Platte 20 mit einem präzisen Abstand durch zwei Stangen 23 verbunden ist, auf welchen der tassenförmige Körper 40 gleitend montiert ist.
Zwei Federn, die auf den Stangen 23 montiert sind, halten den tassenförmigen Körper 40 gegen den festen Körper 50, wie in Fig. 5 erkennbar.
Die zylindrische Umhüllung 41 weist eine Feder 42 auf, welche, wenn sie sich in ihrer Ruheposition befindet, bündig mit dem äußeren Rand der Umhüllung ist.
Das Innere des tassenförmigen Körpers steht über eine Leitung 44 in Verbindung mit der Pumpe 101.
Das Innere der zylindrischen Umhüllung steht über die Leitung 46, durch welche der. Kaffee in eine Tasse ausgegeben wird, mit der Außenseite in Verbindung.
Die zweite Ausführungsform der Erfindung wird auf die folgende Art und Weise betrieben.
Wenn sich die Ausgabeeinheit in ihrer Ruhe- oder Stand-by-Position befindet, ist sie wie in Fig. 5 konfiguriert. Eine Kapsel 30 wird dazu veranlasst, von der Außenseite durch das Fallen entlang der Rippen 22 zu gleiten, bis sie koaxial mit der Umhüllung 41 liegt.
In dieser Position sind die Rippen unterbrochen und die Kapsel ruht auf dem zurückziehbaren bzw. versenkbaren Stift 232 aus Fig. 7.
Der Betrieb der Betriebspumpe 101 und des Ventils 103 führt dazu, dass der schalenförmige Körper 40 sich so lange bewegt, bis der Rand 440 auf dichtende Art und Weise an dem Rand der perforierten Unterseite 32 der Kapsel 30 anliegt und sie dichtend gegen die Platte 20 drückt, um die Konfiguration von Fig. 6 zu erreichen.
Der zurückziehbare Stift 23 wird auf elektromagnetische Art und Weise zurückgezogen, wenn die Umhüllung 41 die Kapsel trägt.
Die Weiterbewegung des Körpers 40 führt gleichzeitig zu einem Zusammendrücken der Feder 40 gegen die perforierte Unterseite 32 der Kapsel 30.
Nach dem Durchlaufen der Heizeinrichtung 104 wird das heiße Wasser mittels der Pumpe 101 und des Ventils 106 für eine vorbestimmte Zeit ausgegeben, wodurch es durch die Kapsel 30 gefiltert wird, um sich in der Form von Espressokaffee am Ausgang der Leitung 46 zu sammeln.
Wenn die Ausgabe beendet ist, ist es ausreichend, die Pumpe anzuhalten und wieder zuerst das Ventil 106 und dann das Ventil 103 zu schalten, um zuerst das überschüssige heiße Wasser und dann das zwischen dem schalenförmigen Körper 40 und dem hohlen Kolben 50 enthaltene Wasser auszugeben, was es den Federn 51 ermöglicht, den schalenförmigen Körper 40 in seine ursprüngliche Position, die in Fig. 5 dargestellt ist, zurückzubringen.
Das Zurückziehen des schalenförmigen Körpers 40 mit der entsprechenden Umhüllung 41 dehnt die Feder 42, welche die. Kapsel 30 auf perfekte Weise mit den Rippen 22, entlang welchen sie gleitet, ausgerichtet hält, um aus dem System zu fallen, wenn sie vollständig von der Umhüllung 41 befreit ist und nicht länger von der Feder 42 zusammengedrückt wird.
Beide der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen weisen eine horizontale Achse auf, es wird jedoch deutlich, dass mit einigen offensichtlichen Modifikationen die Vorrichtung auch mit einer vertikalen Achse konstruiert sein kann.

Claims

1. Automatische Ausgabeeinheit für Espressokaffee, welche Ausgabeeinrichtungen (2) für heißes Wasser und eine zur Aufnahme von Kaffeepulver oder einer Kapsel vorgesehene Kammer (47, 152) aufweist, welche dafür vorgesehen ist, in eine dichtende Beziehung mit den Ausgabeeinrichtungen bewegt zu werden, wobei die Kammer in der. Form einer zylindrischen Umhüllung (73, 41) starr mit einem beweglichen, hohlen Körper (7, 40) ausgebildet ist, welcher dichtend auf einem festen, hohlen Körper (5, 50) montiert ist, um eine Kammer mit variablem Volumen zu bilden, welche über ein Zwei- oder Dreiwegeventil wechselweise mit einer Quelle für unter Druck stehendes Wasser und der Ausgabe verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der bewegliche, hohle Körper (7, 40) auf zwei Stäben (3, 23) gleitend gelagert ist, welche den festen, hohlen Körper mit den Ausgabeeinrichtungen für heißes Wasser verbinden, und dass er in seiner Ruheposition mittels elastischer Einrichtungen (72, 51) in Kontakt mit dem festen, hohlen Körper gehalten ist:

2. Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterseite der Kammer (27), welche das Kaffeepulver enthält, aus einer perforierten Wand besteht, welche elastisch gegen die Kraft einer Feder verschiebbar ist.

3. Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterseite der Kammer (152), welche das Kaffeepulver enthält, aus einem Kolben (9) besteht, welcher eine axiale Leitung (91) zur Ausgabe der infundierten Flüssigkeit aufweist, welche sich in einen Schlauch (92) erstreckt, welcher dichtend durch die Unterseite des beweglichen, hohlen Körpers und die Unterseite des festen, hohlen Körpers verläuft.

4. Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem beweglichen, höhlen Körper und den Ausgabeeinrichtungen für heißes Wasser ein ringförmiger Körper (15) vorgesehen ist, welcher auf der Außenseite der Umhüllung (73) montiert ist und dazu in der Lage ist, eine Rückzugsstellung in Kontakt mit dem beweglichen, hohlen Körper und eine vorgeschobene Position in Kontakt mit den Ausgabeeinrichtungen einzunehmen.

5. Einheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ringförmigen Körper (15) und dem beweglichen, hohlen Körper (7) elastische Einrichtungen (16) vorgesehen sind, welche dafür vorgesehen sind, den ringförmigen Körper in Kontakt mit den Ausgabeeinrichtungen zu bringen, sowie eine elastische Schaltklinke (17), welche dafür vorgesehen ist, den ringförmigen Körper in Kontakt mit dem höhlen Körper zu halten.

6. Einheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige Körper (15) eine im wesentlichen radiale Leitung (151) aufweist, durch welche das lose Kaffeepulver eingeführt wird.

7. Einheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige Körper (15) gleitend auf den Stäben (3) montiert ist, welche die Ausgabeeinrichtungen (2) für das heiße Wasser mit dem festen, hohlen Körper verbinden.

8. Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Ausgabeeinrichtungen (2) für heißes Wasser und dem beweglichen, hohlen Körper (40) eine Platte (20) vorgesehen ist, welche einen Kanal (21) mit sich nach innen erstreckenden Rippen (22) zum Führen des Randes einer Tassenkapsel (30), welche Kaffeepulver beinhaltet, aufweist.

9. Einheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Platte (20) sicher an den Ausgabeeinrichtungen (2) für heißes Wasser befestigt ist.

10. Einheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragerippen (22) in demjenigen Bereich, der über der Umhüllung (41) liegt, unterbrochen sind.