DE69105242T2

DE69105242T2 - Espresso-Kafeemaschine.

Info

Publication number: DE69105242T2
Application number: DE69105242T
Authority: DE
Inventors: Mario Allieri; Remo Ruggin
Original assignee: Rancilio Macchine per Caffe SpA
Current assignee: Rancilio Group SpA
Priority date: 1990-07-13
Filing date: 1991-06-18
Publication date: 1995-04-06
Anticipated expiration: 2011-06-19
Also published as: IT9020936A0; EP0465877B1; IT1243337B; HK1004091A1; ATE114226T1; ES2067806T3; DE69105242D1; EP0465877A1; DK0465877T3; IT9020936A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Espresso-Kaffeemaschinen für den Haushalt oder Beruf zur tassenweisen Kaffeebereitung zu jederzeit bestehend aus einer oder mehr Kaffeeausgabeeinheiten, die mit Heißwasser reguliergespeist werden und eine vorbestimmte Heißwassermenge in eine Kammer abgeben, die mit einem mit gemahlenem oder geröstetem Kaffee gefüllten Filter versehen ist und aus der der Kaffeeausguß in ein oder zwei Tassen ausgegeben wird.
Die Espresso-Kaffeemaschinen dieser Art sind normalerweise mit einem Dampfboiler und einer Druckvorrichtung für das Wasser versehen. Der Dampfboiler leitet das heiße Aufgußwasser (das üblicherweise eine Temperatur von 95-98ºC haben soll) zu den Kaffeeausgabeeinheiten und liefert ebenfalls den Dampf für andere heiße Getraänke. Aus diesem Grund wird der Dampfboiler zwangsweise auf einer Temperatur von über 100ºC, im allgemeinen auf 120ºC, gehalten.
Für die optimale Zubereitung von Kaffeeaufguß hat es sich als notwendig erwiesen, die Ausgabeeinheitten auf einer Temperatur zu halten, die annähernd der Aufgußtemperatur entspricht und verschiedene indirekte Erhitzungssysteme für die Aufgußkammer und die Ausgabeeinheit oder -einheiten wurden vorgeschlagen, um in der Aufgußkammer und in der Kaffeeausgabeeinheit oder -einheiten konstante Temperaturkonditionen sowohl während des intermittierenden als auch des kontinuierlichen Aufgießens beizubehalten. Diese Systeme arbeiten auf verschiedene Arten, und zwar:
1) über Heißwasserumlaufsysteme mit geschlossenem Kreislauf über einen im Dampfboiler eingetauchten Wärmeaustauscher;
2) mit Heißwasserumlaufsystemen, die das heiße Wasser aus dem Boiler verwenden;
3) mit direkter oder indirekter Wärmeleitung der vom Wasser oder vom Dampfboilerkürper kommenden Wärme.
Die Espresso-Kaffeemaschine, für die diese technischen Lösungen zum Aufrechterhalten der konstanten Temperatur der Kaffeeausgabeeinheit oder -einheiten in Anwendung kamen, hat Schwierigkeiten im Aufrechterhalten der idealen Arbeitswärmekonditionen gezeigt, weil das Temperaturgleichgewicht zwischen der ruhenden Ausgabeeinheit und der Ausgabeeinheit in intermittierender oder kontinuierlicher Kaffeeaufgußbereitung ständig durch das vom Boiler oder Wärmeaustauscher zulaufende Wasser, Wasser mit einer höheren Temperatur als der gewünschten, unterbrochen wird und daher Anlaß zu unerwünschten Veränderungen im Aspekt und im Geschmack des ausgegebenen Getränkes (überhitzten Kaffee) geben kann.
In der Tat, da das vom Dampfboiler abgegebene heiße Wasser eine Temperatur von mehr als 100º C hat und die optimale Aufgußtemperatur dagegen etwas unter 100º C liegt, hat man bei diesen Systemen ein Überhitzen der Kaffeeausgabeeinheit oder -einheiten, insbesonders dann, wenn diese kontinuierlich arbeiten, so daß sie eine übermäßig hohe Temperatur erreichen, die solche Veränderungen im Aussehen und im Geschmack des ausgegebenen Getränks hervorrufen.
In der FR-A-2483761 ist eine Espresso-Kaffeemaschine beschrieben, die aus einer oder mehreren Kaffeeausgabeeinheiten mit einer mit einem mit Kaffeemehl zu füllenden Filter, einem Heißwasserboiler zum Erwärmen von Wasser auf die korrekte Kaffeeaufgußtemperatur und Ventilen, um die entsprechende Kaffeeausgabeeinheit während der Aufgießphase mit Heißwasser zu versorgen und um den in der Filterkammer gebildeten Druck am Ende der Aufgießphase abzulassen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Espresso- Kaffeemaschine, in der das System zum Aufrechterhalten der korrekten Temperatur der Kaffeeausgabeeinheit oder -einheiten unabhängig von anderen Arten von Wärme erzeugenden Vorrichtungen (Boiler; Wärmeaustauscher usw.) ist.
Mehr im einzelnen ist die erfindungsgemäße Espresso-Kaffeemaschine von der Art mit einer oder mehreren Kaffeeausgabeeinheiten mit einer mit einem Filter versehenen Kammer, die mit Kaffeemehl zu füllen ist, einem Boiler zum Erhitzen von Wasser auf die korrekte Temperatur des Kaffeeaufgusses und Ventilen, um das vom Boiler kommende erhitzte Wasser der entsprechenden Kaffeeausgabeeinheit während der Aufgußphase zuzuführen und um den in der Filterkammer gebildeten Druck am Ende der Aufgußphase abzuleiten, und dadurch gekennzeichnet ist, daß die Espresso-Kaffeemaschine
- einen elektrischen Heizer, der in der Kaffeeausgabeeinheit oder in jeder Kaffeeausgabeeinheit angeordnet ist und diese Einheiten (-en) auf der korrekten Kaffeeaufgußtemperatur hält, unabhängig von der Temperatur des aus dem Boiler kommenden Wassers, enthält.
Vorzugsweise ist der Heißwasserboiler und die Kaffeeausgabeeinheit oder jede Kaffeeausgabeeinheit mit getrennten Reguliermitteln versehen, um das Wasser auf der korrekten Aufgußtemperatur zu halten.
Vorteilhafterweise sind der Kaffeeausgabeeinheit oder -einheiten Mittel zum Regulieren der Heißwassermenge, die für die Espressokaffeebereitung nötig ist, zugeordnet.
Geeigneterweise enthält die Espresso-Kaffeemaschine einen Überhitzer, der mit dem Boiler verbunden und dazu vorgesehen ist, den zum Erhitzen von anderen Getränken oder zur Bereitung von heißer Milch oder Milchkrem für den Kapuccino notwendigen Dampf zu erzeugen, wobei der Überhitzer das heiße Wasser aus dem Boiler erhält und es in Dampf umwandelt, der durch eine besondere Auslaßdüse abgegeben wird.
Vorteilhafterweise, wenn die Heißwasser- und Dampfbedarf sehr groß ist, ist in dieser Espresso-Kaffeemaschine ein üblicher Boiler vorgesehen, der einzig und allein für die Hilfsdienste der Maschine verwendet werden darf.
Mit diesem System für die Kaffeeaufgußbereitung mit einer oder mehreren von einander unabhängigen Kaffeeausgabeeinheiten und Boiler ist es möglich, die Temperatur von der Kaffeeausgabeeinheit- oder einheiten und die Temperatur von dem Aufgußwasser getrennt zu regulieren, so daß man bei den verschiedenen Arbeitsrythmen, d.h. intermittierend oder kontinuerlich, die organoleptischen Eigenschaften des Kaffeeaufgusses beibehalten kann.
Die vorliegende Erfindung wird nun im einzelnen beispielsweise anhand einer bevorzugten Ausführungsform, die in der anliegenden Zeichnung veranschaulicht ist, beschrieben.
Figur 1 zeigt schematisch den Boiler für die Bereitung von Aufgußwasser und eine Kaffeeausgabeeinheit gemäß der vorliegenden Erfindung.
In der Zeichnung ist ein Boiler 70 zur Bereitung von Aufgußwasser dargestellt, dessen Temperatur im allgemeinen zwischen 95ºC und 98ºC liegt. Der Boiler wird mit Kaltwasser versorgt, das aus einem Wassernetz 120 oder aus einem geeigneten Wasserspeicher 121 zufließt und das über einen Enthärter (nicht dargestellt) oder durch einen Wasseraufbereiter 110 enthärtet werden kann. Das auf diese Weise behandelte Kaltwasser wird von einer Pumpe 100 über ein Rückschlagventil 26 der Zufuhrleitung 14 des Boilers 70 zugeführt, bis dieser aufgefüllt ist. Der Boiler 70 wird mittels eines an sich bekannten elektrischen Erhitzers, beispielsweise ein elektrischer Widerstand, erhitzt und das heiße Wasser kommt oben aus dem Boiler über die Leitung 12 heraus, die mit der Kaffeeausgabeeinheit 10 verbunden ist und in die ein mit einem Auslaß 26 versehenes Überdruckventil 25 eingesetzt ist, das als Sicherheitseinrichtung dient, wenn im Boiler 70 Überdruck auftreten sollte. Die Heißwassertemperatur wird über ein Thermostat 80 geregelt, das die elektrische Stromzufuhr zum Erhitzer 90 reguliert.
Die Kaffeeausgabeeinheit 10 besteht aus einem Körper, in dem Ventilsitze für ein Elektroventil 20 zum Regulieren der Kaffeeausgabe vorgesehen sind, dem Gehäuse für die Aufnahme des Filterträgers 30, einer Dichtung 40, einem Erhitzer 50 und einem Temperaturregelthermostat 60. Auch hier ist der Erhitzer 50 von einer an sich bekannten Art, beispielsweise ein elektrischer Widerstand.
Das elektrische Steuerventil 20 ist ein Solenoidventil, versehen mit zwei gegenüberliegenden Ventilsitzen 21,22, die abwechselnd von dem Solenoidanker 24 geschlossen werden, so daß, wenn der Anker 24 den Ventilsitz 21 schließt, der Ventilsitz 22 automatisch geöffnet wird. Wird das Elektriventil 20 erregt, öffnet der Solenoidanker 24 den Ventilsitz 21 und schließt den Ventilsitz 22, wobei die Abgabeleitung 12 des Boilers mit der Aufgußkammer 18 des Filterträgers 30 über die in der Ausgabeeinheit 10 vorgesehene Leitung 11 verbunden wird. Wird das elektrische Ventil 20 aberregt, schließt der Solenoidanker 24 den Ventilsitz 21 und öffnet den Ventilsitz 22, wobei die Aufgußkammer 18 mit einer Abgabeleitung 13 über die Leitung 11 verbunden wird zwecks Auslaß des restlichen Drucks aus der Aufgußkammer, um den Filterträger 30 entfernen zu können und die Maschine für die erneute Ausgabe von Kaffeeaufguß vorzubereiten.
Das System wird mit elektrischem Strom versehen, wie in der Zeichnung veranschaulicht, damit der Boiler 70 über den elektrischen Erhitzer 90 getrennt aufzuheizen und der Erhitzungsvorgang wird durch ein Thermostat 80 geregelt, das feststehend oder einstellbar geeicht werden kann, während die Kaffeeausgabeeinheit 10 durch die vom elektrischen Erhitzer 50 gelieferte und durch das Thermostat 60 regulierte Wärme auf der korrekten Aufgußtemperatur gehalten wird; auch dieses Thermostat kann eine feststehende oder einstellbare Eichung aufweisen.
Wie aus dem in der Figur gezeigten elektrischen Kreislauf ersichtlich, ist eine Ende des elektrischen Erhitzers 90 des Boilers 70 und ein Ende des elektrischen Erhitzers 50 der Kaffeeausgabeeinheit 10 über die elektrische Leitung A mit dem Stromnetz verbunden, während das andere Ende des elektrischen Erhitzers 90 des Boilers 70 und das andere Ende des elektrischen Erhitzers 50 der Kaffeeausgabeeinheit 10 über die lektrische Leitung B mittels Thermostat 80 bzw. Thermostat 60 mit dem Stromnetz verbunden sind; deswegen stehen die Erhitzer ständig unter Spannung, selbst wenn die Espresso-Kaffeemaschine in Ruhestellung ist.
Die Betriebsweise der erfindungsgemäßen Espresso-Kaffeemaschine ist die folgende.
Beim Einschalten des zweipoligen Schalters 130 werden sowohl die Pumpe 100 über die Leitungen C und D und das Elektroventil 20 für die Ausgabe von Kaffeeausguß über die Leitungen E und F unter Strom gesetzt. Durch die Erregung des Elektroventils 20 öffnet sein Solenoidanker 24 den Ventilsitz 21 und schließt den Ventilsitz 22, so daß die Pumpe 100 Heißwasser, das im Boiler 70 die Aufgußtemperatur hat, über die Leitungen 12 und 11 zur Kaffeeausgabeeinheit 10 zuführt. Die Kaffeeausgabeeinheit 10 hat die vom Thermostat 60 geregelte korrekte Aufgußtemperatur, weil sie durch den elektrischen Erhitzer 50 permanent erhitzt wird, so daß das aus dem Boiler 70 fließende Heißwasser auf die korrekte Aufgußtemperatur eingestellt wird, selbst dann, wenn das Wasser in der Kaffeeausgabeeinheit 10 ist. Ist die gewünschte abgegebene Menge von Kaffeeaufguß erreicht, schaltet man den Schalter 130 aus, so daß die Pumpe 100 und das Elektroventil 20 aberregt sind und der Solenoidanker 24 des Elektroventils den Ventilsitz 21 schließt und den Ventilsitz 22 öffnet, wobei der Heißwasserzulauf vom Boiler 70 in die Kaffeeausgabeeinheit 10 verhindert wird und die Auslaßleitung 13 mit der Aufgußkammer verbunden wird, so daß der in der Aufgußkammer 18 vorhandene Druck über die Leitung 11 abgelassen werden kann. Dies ermöglicht das Herausnehmen des Filterträgers 30 aus der Kaffeeausgabeeinheit 10, um einen neuen Kaffeeaufguß zuzubereiten.
Das korrekte Temperaturgleichgewicht des Systems wird durch den exakten Ausgleich aufrechterhalten, der von den Temperaturen, auf die das Thermostat 60 in der Kaffeeausgabeeinheit 10 und das Thermostat 80 im Boiler 70 eingestellt wurden, bestimmt wird.
Obwohl in der Zeichnung nur eine Kaffeeausgabeeinheit dargestellt ist, wie bei Kaffemaschinen für den Haushalt, ist es offensichtlich, daß der Boiler mehrere Ausgabeeinheiten 10 versorgen kann, wie im Falle von Kaffeemaschinen gewerbsmäßiger Art, die alle jeweils getrennt auf die richtige Aufgußtemperatur erhitzt werden.
Wenngleich in der Zeichnung elektromechanische Mittel zum Regulieren der Maschine dargestellt wurden, können offensichtlich elektronische Mittel für die Regulierung der Kaffeemaschine vorgesehen werden, möglicherweise sogar mit einem Mikroprocessor, ohne dabei aus dem Erfindungsrahmen auszutreten.
Mit der getrennten Beheizung von Boiler 70 und Kaffeeausgabeeinheit 10 ist es deshalb möglich, die richtige Temperatur bei den unterschiedlichen Arbeitsrythmen, d.h. intermittierend oder kontinuierlich, für die optimale Ausnutzung der organoleptischen Eigenschaften des Kaffeeaufgusses aufrechtzuerhalten. In der Tat besteht nicht mehr die Gefahr, daß die Kaffeeausgabeeinheit durch das mit 120ºC aus dem herkömmlichen Boiler oder aus den zum Erhitzen der Ausgabeeinheit vorgesehenen Wärmeaustaustauschern zufließende Wasser überhitzt und daher ein überhitzter Kaffeeaufguß zubereitet wird, wie dies bisher der fall war.
Offensichtlich können sämtliche Temperaturregelfunktionen von den verschiedenen Kaffeeausgabeeinheiten und dem Boiler getrennt, Einheit für Einheit, anhand von elektromechanischen Thermostaten mit fester oder regulierbarer Eichung, oder elektronisch anhand von Temperatursensoren, die im Boiler und in der entsprechenden Ausgabeeinheit in Funktion des Arbeitsrythmus und den vom Benutzer verlangten Eigenschaften des Kaffeeaufgusses, eingestellt werden. Das gesamte Temperatur- und Regel system der Espresso-Kaffeemaschine kann ebenso Bestandteil eines Mikroprocessorsystem zur allgemeinen Regulierung der Funktionen der Espresso-Kaffeemaschine bilden (siehe IT-PS 1.164.346).
Weiterhin ist es möglich, mit den Espresso-Kaffeemaschinen, an welchen die Kaffeeausgabeeinheiten mit unabhängiger Temperatureinstellung angebracht wurden, heißes Wasser für die Zubereitung heißer Getränke, das durch eine mechanische hahnartige Steuerung oder eine elektrische oder elektronische Regulierung mit Elektroventil dem Boiler entnommen wird.
Auch die entnommene Heißwassermenge ist von Hand regulierbar oder kann durch elektronische Systeme voreingestellt und dosiert werden.
Sollte eine Dampfentnahme nötig sein, beispielsweise zum Erwärmen von Getränken oder für die Zubereitung von heißer Milch oder Milchkrem für einen Kapuccino, kann die erfindungsgemäße Espresso-Kaffeemaschine ebenso einen an sich bekannten Überhitzer G einschließen, der über die Leitung 15, in der das Wasser instantan in Dampf umgewandelt wird, mit dem Boiler 70 verbunden ist; der Dampf wird über die eigene Auslaßdüse an der Espresso-Kaffeemaschine abgegeben.
Sollte natürlich sehr großer Bedarf an Heißwasser und Dampf bestehen, wird es vorgezogen, in die erfindungsgemäße Espresso-Kaffeemaschine einen Dampfboiler einzusetzen, der ausschließlich für die Hilfsdienste der Kaffeemaschine verwendet werden darf.
Der Temperaturausgleich kann auch durch die Beschränkung der Stromzufuhr zu den verschiedenen Erhitzern aufrechterhalten werden, so daß es vermieden wird, daß die vorgeingestellte Temperaturgrenze aufgrund der Trägheit der Wärmemasse des Erhitzers selbst überschritten werde. Bei diesem System ist der eingestellte Temperaturwert der Höchstwert und der Ausgleichswert, das das System erreichen kann.
Die erfindungsgemäße Espresso-Kaffeemaschine biete den großen Vorteil der besten Ausnutzung der Kaffeemischung, weil der Wärmeausgleich unabhängig vom Heißwasserboiler hergestellt wird, insofern als die Kaffeeausgabeeinheit und der Heißwasserboiler getrennt erhitzt werden.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß eine die Kaffeeaufguß erhaltbar ist, der die organoleptischen Eigenschaften des Kaffees aufrecht erhält, weil der Kaffeeaufguß nicht überhitzt wird.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß ein Überhitzen der Kaffeeausgabeeinheit oder -einheiten vermieden wird, was unerwünschte Veränderungen im Geschmack und im Aussehen des ausgegebenen Kaffeeaufgusses verursachen würde.

Claims

1. Espresso-Kaffeemaschine bestehend aus einer oder mehreren Kaffeeausgabeeinheiten (10) mit einer mit einem Filter versehenen Kammer (18), die mit Kaffeemehl zu füllen ist, einem Boiler (70) zum Erhitzen von Wasser auf die korrekte Temperatur des Kaffeeaufgusses und Ventilen (20,24,25), um das vom Boiler (70) kommende erhitzte Wasser der entsprechenden Kaffeeausgabeeinheit (10) während der Aufgußphase zuzuführen und um den in der Filterkammer (18) gebildeten Druck am Ende der Aufgußphase abzuleiten, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschine

- einen elektrischen Heizer (50), der in der Kaffeeausgabeeinheit (10) oder in jeder Kaffeeausgabeeinheit (10) angeordnet ist und diese Einheit (-en) (10) auf der korrekten Kaffeeaufgußtemperatur hält, unabhängig von der Temperatur des aus dem Boiler (70) kommenden Wassers, enthält.

2. Espresso-Kaffeemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Boiler (70) und die Kaffeeausgabeeinheit (10) oder jede Kaffeeausgabeeinheit (10) mit getrennten Reguliermitteln versehen sind, um das Wasser auf der korrekten Aufgußtemperatur zu halten.

3. Espresso-Kaffeemaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die getrennten Reguliermittel des Boilers (70) und der Kaffeeausgabeeinheit (10) oder jeder Kaffeeausgabeeinheit (10) elektromechanische Mittel sind.

4. Espresso-Kaffeemaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die getrennten Reguliermittel des Boilers (70) und der Kaffeeausgabeeinheit (10) oder jeder Kaffeeausgabeeinheit (10) Thermostate (60,80) sind.

5. Espresso-Kaffeemaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reguliermittel des Boilers (70) und der Kaffeeausgabeeinheit (10) oder jeder Kaffeeausgabeeinheit (10) elektronische Mittel sind.

6. Espresso-Kaffeemaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Reguliermittel des Boilers (70) und der Kaffeeausgabeeinheit (10) oder jeder Kaffeeausgabeeinheit (10) Temperatursensoren sind.

7. Espresso-Kaffeemaschine nach Anspruch 2 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturreguliermittel der Kaffeeausgabeeinheiten (10) in jeder Kaffeeausgabeeinheit (10) vorgesehen sind.

8. Espresso-Kaffeemaschine nach Anspruch 2 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturreguliermittel der Kaffeeausgabeeinheiten (10) alle Kaffeeausgabeeinheiten (10) regulieren.

9. Espresso-Kaffeemaschine nach irgendeinem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch kennzeichnet, daß der Kaffeeausgabeeinheit (-en) (10) Mittel zum Regulieren der Heißwassermenge, die für die Espressokaffeebereitung nütig ist, zugeordnet sind.

10. Espresso-Kaffeemaschine nach irgendeinem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Überhitzer (G) enthält, der mit dem Boiler (70) verbunden und dafür vorgesehen ist, den zum Erhitzen von anderen Getränken oder zur Bereitung von heißer Milch oder Milchkrem für den Kapuccino notwendigen Dampf zu liefern, wobei der Überhitzer (G) das heiße Wasser aus dem Boiler (70) erhält und es in Dampf umwandelt, der durch eine eigene Auslaßdüse an die Maschine abgegeben wird.

11. Espresso-Kaffeemaschine nach irgendeinem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn ein großer Bedarf an Heißwasser und Dampf besteht, in der Maschine ein üblicher Dampfboiler vorgesehen ist, der einzig und alleine für die Hilfsdienste der Maschine verwendet werden darf.