DE69330105T2

DE69330105T2 - Getränke-Zubereitungsmaschine

Info

Publication number: DE69330105T2
Application number: DE69330105T
Authority: DE
Inventors: James H. Anson; Arthur H. Bunn; David F. Ford
Original assignee: Bunn O Matic Corp
Current assignee: Bunn O Matic Corp
Priority date: 1992-01-10
Filing date: 1993-01-11
Publication date: 2001-09-13
Anticipated expiration: 2013-01-12
Also published as: DE69317455D1; DE69330105D1; MX9300076A; EP0553955B1; US5303639A; DE69317455T2; ES2115012T3; EP0553955A3; EP0553955A2

Description

Diese Erfindung betrifft allgemein eine verbesserte Getränke-Zubereitungsvorrichtung, die viele der Schritte automatisiert, die ein Getränke-Zubereitungsvorgang umfaßt. Insbesondere betrifft diese Anmeldung eine Getränke-Zubereitungsmaschine für den Einsatz bei der Zubereitung von großen Mengen eines fertigen Getränks.
Automatische Zubereitungsvorrichtungen sind auf dem Gebiet bekannt, aber viele der Probleme im Zusammenhang mit solchen Vorrichtungen konnten mit diesen nicht beseitigt werden. Beispielsweise zeigt US-PS Nr. 4 633 771 von Anderl eine automatische Zubereitungsvorrichtung, die einen beweglichen Kolben einschließt, um den Zubereitungszyklus zu regulieren. Der Kolben, wie er von Anderl gezeigt wird, wird in Axialrichtung durch eine Stange bewegt, die durch einen Motor angetrieben wird. Die Stange bewegt sich auf der Grundlage ihres Eingriffs mit einer rotierenden Nockenscheibe vorwärts oder zieht sich zurück. Bei der Vorrichtung von Anderl tritt insofern ein Problem auf, als die Kerben in der Nockenscheibe dazu neigen, eine fehlerhafte Zubereitung zu verursachen, wenn sie durch Fremdstoffe überzogen oder verstopft werden. Auf Grund der Umgebung, in der die Scheibe arbeitet und die Feinstoffe und Pulver von der Getränke-Ausgangssubstanz sowie eine hohe Feuchtigkeit vom Zubereitungsvorgang einschließt, ist es wahrscheinlich, daß sich Fremdstoffe auf dieser ansammeln.
Ein anderes Problem bei der von Anderl gezeigten Vorrichtung besteht darin, daß es schwierig ist, die Zubereitungskammer sauber zu halten und die verbrauchte Ausgangssubstanz auszuleeren. Anderl zeigt nur einen einzigen Sprühkopf, der sich als ineffizient erweist und beim Ausschwemmen von verbrauchter Ausgangssubstanz aus der Zubereitungskammer nicht gründlich genug ist.
Eine andere automatische Zubereitungsvorrichtung wird in US-PS Nr. 4 694 737 von Wittlinger gezeigt. Die Vorrichtung, wie sie von Wittlinger gezeigt wird, ist in ihrer Arbeitsweise der Vorrichtung von Anderl ähnlich, weist aber keine Verbesserungen auf, mit denen die Probleme von Anderl gelöst werden. Vielmehr weist die Vorrichtung von Wittlinger Verbesserungen an der Filterbaugruppe auf, wie sie in der Zubereitungskammer eingesetzt wird.
Ein weiteres Problem besteht bei bekannten automatischen Zubereitungsvorrichtungen darin, daß mit ihnen nur geringe Mengen des Getränks zubereitet werden können. Die Vorrichtungen, die in den hierin genannten Referenzen genannt werden, geben nur die Zubereitung kleiner Mengen des Getränks, beispielsweise einer einzelnen Portion oder einer einzelnen Karaffe, an. Die typische Anordnung der Struktur der Zubereitungsmaschine stellt unter einer Abgabetülle einen Raum bereit, der ausreicht, um eine vorher bestimmte Karaffengröße aufzunehmen. Ein solcher Raum kann auch auf eine einzelne Portion abgestimmt werden, da das Gefäß für eine einzelne Portion Abmessungen hat, die kleiner als die der mehrere Portionen aufnehmenden Karaffe sind. Entfernt aufgestellte Großbehälter mit einem Fassungsvermögen von ein oder zwei Gallonen aber können auf Grund der Abmessungen dieser Behälter, die für die Aufnahme von großen Mengen proportioniert sind, nicht für das Einfüllen des fertigen Getränks eingesetzt werden.
Es wäre wünschenswert, eine automatische Getränke-Zubereitungsvorrichtung bereitzustellen, die in der Lage wäre, selektiv einen breiten Bereich an Mengen eines fertigen Getränks in einen entsprechend bemessenen Behälter abzugeben. Beispielsweise ist es wünschenswert, in der Lage zu sein, einen einzelnen Becher ebenso wie eine Karaffe wie auch eine große Menge (1 bis 2 Gallonen) des fertigen Getränks unter Benutzung derselben automatischen Zubereitungsvorrichtung zuzubereiten. Es ist jedoch nicht wünschenswert, eine Getränke-Zubereitungsvorrichtung bereitzustellen, die eine einzige Tülle hat, welche die größte Größe aufnimmt, weil eine solche Anpassung zu einer Getränke-Zubereitungsvorrichtung führen kann, mit der das fertige Getränk nicht sauber und präzise in Behälter von geringerem Fassungsvermögen abgegeben wird.
GB 2 167 652 legt ein Kaffee-Satelliten-Zubereitungssystem offen, bei dem Kaffee in einer zentralen Zubereitungseinheit zubereitet und dann von der zentralen Zubereitungseinheit an eine Satelliten- Gefäßeinheit abgegeben wird.
Ein weiteres Problem, das bei automatischen Getränke-Zubereitungseinheiten auftritt, besteht darin, daß sie zwar generell automatisch sind, trotzdem aber regelmäßig gereinigt werden müssen. Das periodische Reinigen schließt das Herausnehmen einer Filterbaugruppe ein, die in einem unteren Abschnitt der Zubereitungskammer angeordnet ist. Die Filterbaugruppe wird dafür genutzt, während eines Zubereitungszyklusses eine Ausgangssubstanz zum Aufgießen aufzunehmen und ein fertiges Getränk, das während des Zubereitungszyklusses hergestellt wird, abzuscheiden. Beim Reinigen von Filterbaugruppen nach dem bekannten technischen Stand treten dann Probleme auf, wenn die Kolbenbaugruppe einen Steuerkolben mit einem vergrößerten Kopf einschließt. Ein unterer Abschnitt des Steuerkolbens verläuft beweglich durch die Ableitung, während sich der vergrößerte Kopf beweglich durch einen Einlaß in einem oberen Abschnitt der Zubereitungskammer erstreckt. Eine Öffnung, die für die Zuführung von Ausschwemmwasser genutzt wird, ist unterhalb des Kopfes zwischen dem Kopf und einem Abschnitt des Steuerkolbens mit vermindertem Durchmesser angeordnet. Der untere Abschnitt des Steuerkolbens wird von einer Filterbaugruppe umschlossen, die eine Öffnung hat, durch die der untere Abschnitt des Steuerkolbens vorsteht. Da der untere Abschnitt des Steuerkolbens einen kleineren Durchmesser als der vergrößerte Kopf hat, kann die Filterbaugruppe nicht dadurch installiert oder herausgenommen werden, daß sie über dem vergrößerten Kopf positioniert wird. Infolgedessen verlangt das Herausnehmen der Filterbaugruppe bei diesen Vorrichtungen im typischen Fall das Herausnehmen der Kolbenbaugruppe.
Ein weiteres Problem bei automatischen Zubereitungsvorrichtungen nach dem bekannten technischen Stand besteht darin, daß die Ausgangssubstanz, sobald sie während des Zubereitungsvorgangs gesättigt wird, auf den unteren Teil der Zubereitungskammer sinkt. Wenn das fertige Getränk aus der Ausgangssubstanz abläuft, kann die feuchte Ausgangssubstanz auf den Öffnungen im Filtermaterial zusammenbacken und diese verstopfen. Am Ende des Zubereitungszyklusses wird die Zubereitungskammer ausgeschwemmt, im typischen Fall durch eine Wassereinspritzung, um die verbrauchte Ausgangssubstanz zu entfernen. Da jedoch die Ausgangssubstanz auf dem Filtermaterial in der entleerten Zubereitungskammer zusammengebacken sein kann, wird die verbrauchte Ausgangssubstanz nicht vollständig durch die Durchspülwasser-Sprühnebel aus der Zubereitungskammer herausgeschwemmt. Statt dessen bleibt ein Teil der verbrauchten Substanz auf dem Filtermaterial in der Zubereitungskammer. Die verbleibende Substanz behindert den Fluß des fertigen Getränks durch das Filtermaterial und verringert damit die Effektivität der Zubereitungseinheit. Außerdem kann die Ausgangssubstanz, die auf dem Filtermaterial bleibt, in Abhängigkeit von der Zeit zwischen den Zubereitungszyklen ranzig werden und den Geschmack der nächsten Portion des Getränks, die zubereitet werden soll, beeinträchtigen.
Außerdem besteht ein weiteres Problem bei den vorhandenen automatischen Zubereitungsvorrichtungen darin, daß der Mechanismus für die Abgabe einer Ausgangssubstanz in die Zubereitungskammer ungenau ist. Eine Möglichkeit zur gesteuerten Abgabe einer Ausgangssubstanz in eine Zubereitungskammer ist die mittels einer Schnecke in einem Trichter. Die Schnecke wird in der Unterseite eines Trichters in funktioneller Zuordnung zu einer Öffnung in dem Trichter angeordnet, durch den die Ausgangssubstanz bewegt wird. Solche Schneckenanordnungen sind jedoch oft ungenau und tendieren dazu, zu viel Ausgangssubstanz abzugeben.
Es ist ein allgemeines Ziel der vorliegenden Erfindung, eine automatische Getränke- Zubereitungsvorrichtung bereitzustellen, die einem breiten Bereich von Zubereitungskapazitäten angepaßt ist.
Ein spezielleres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine automatische Getränke- Zubereitungsvorrichtung bereitzustellen, die Mittel zur selektiven Abgabe von fertigen Getränken in einen größeren Behälter, unabhängig von Mitteln zur Abgabe des fertigen Getränks in kleinere Behälter, bereitstellt.
Nach der vorliegenden Erfindung wird eine Getränke-Zubereitungsmaschine für die Zubereitung großer Mengen eines fertigen Getränks bereitgestellt, wobei die Getränke-Zubereitungsmaschine folgendes einschließt:
eine Getränke-Zubereitungseinheit zur steuerbaren Zubereitung einer gewählten Menge eines gewählten Typs von fertigem Getränk während eines Zubereitungszyklusses,
wenigstens einen entfernt aufgestellten Getränkebehälter, welcher der Getränke- Zubereitungseinheit zugeordnet ist, wobei der Getränkebehälter von der Getränke-Zubereitungseinheit unabhängig ist,
Mittel zur Bildung einer Getränkebahn von der Getränke-Zubereitungseinheit zu dem entfernt aufgestellten Getränkebehälter, wobei die Maschine dadurch gekennzeichnet ist,
daß die Getränke-Zubereitungseinheit eine Vielzahl von Zubereitungsbahnen hat, einschließlich der Getränkebahn von der Getränke-Zubereitungseinheit zu dem entfernt aufgestellten Getränkebehälter und einer Getränkebahn zu einem oder mehreren Behältern, die in der Getränke-Zubereitungsmaschine für die Abgabe eines durch die Getränke-Zubereitungseinheit zubereiteten Getränks an den einen oder die mehreren Behälter positioniert werden können,
daß ein erstes Ende der Getränkebahnmittel abnehmbar an der Getränke-Zubereitungseinheit angebracht werden kann, um ein fertiges Getränk aus der Getränke-Zubereitungseinheit aufzunehmen, und
daß ein zweites Ende der Getränkebahnmittel abnehmbar mit dem entfernt aufgestellten Getränkebehälter verbunden werden kann, um ein durch die Getränke-Zubereitungseinheit bereitetes Getränk durch die Getränkebahnmittel in den entfernt aufgestellten Getränkebehälter abzugeben.
Die Maschine kann eine Zubereitungskammer-Baugruppe mit einer Einschnürung in einem oberen Abschnitt, einem Ablauf in einem unteren Abschnitt und einem dazwischen angeordneten Filter einschließen. Bereitgestellt wird eine bewegliche Kolbenbaugruppe, um die Einschnürung und den Ablauf während des Zubereitungs- und Ausschwemmzyklusses steuerbar zu öffnen und zu schließen. Eine gesonderte Auslaßleitung leitet das fertige Getränk aus der Zubereitungskammer in einen aufnehmenden Behälter. Längs der Auslaßleitung wird ein Ventil bereitgestellt, um das Füllen der Zubereitungskammer zu steuern, um steuerbar ein fertiges Getränk aus der Zubereitungskammer abzugeben und um das Fließen von Ausschwemmwasser durch eine Abgabezweigleitung der Auslaßleitung zu verhindern.
Zu Beginn des Zubereitungszyklusses wird der Kolben nach unten bewegt, um die Einschnürung zu öffnen, damit die Ausgangssubstanz in die Kammer eingeführt werden kann. Eine Druckwasserleitung spült die Einschnürung, durch welche die Ausgangssubstanz in die Zubereitungskammer eingeführt wird. Außerdem wird Wasser durch ein Wasserverteilerrohr eingeführt, um die anfängliche partielle Füllung der Zubereitungskammer zu beschleunigen. Das Wasser, das anfangs in die Kammer eingeführt wird, dient dazu, die Ausgangssubstanz aufzuschwemmen, was die Sättigung und Durchtränkung der Ausgangssubstanz erlaubt. Der Kolben wird nach oben bewegt, so daß die Ableitung und die Einschnürung während des Schritts der Durchtränkung geschlossen werden. Nach einer ausreichenden Durchtränkungszeit wird das Auslaßventil in der Auslaßleitung, das normalerweise aberregt ist, erregt, um eine Bahn durch die Abgabezweigleitung zu öffnen, um den Fluß des fertigen Getränks in einen Auffangbehälter zu leiten. Das Auslaßventil wird ebenfalls erregt, um die Bahn zum Ablaufsammelbehälter zu schließen. Nachdem das fertige Getränk abgegeben worden ist, ist das Auslaßventil so positioniert, daß es sowohl die Abgabe- als auch die Ablaufhahn schließt.
Nachdem der Zubereitungszyklus abgeschlossen ist, beginnt ein Ausschwemmzyklus, die verbrauchte Ausgangssubstanz aus der Zubereitungskammer herauszuschwemmen. Das Ventil an der Auslaßleitung blockiert die Auslaßleitung, um Wasser in der Zubereitungskammer zu halten, um die verbrauchte Ausgangssubstanz aufzuschwemmen, damit sie aus dem Filtermaterial herausgeschwemmt werden kann. Nachdem die Ausgangssubstanz aufgeschwemmt worden ist, wird der Kolben nach oben bewegt, um das Aufschwemmwasser und die darin mitgeführte verbrauchte Ausgangssubstanz ablaufen zu lassen. Danach wird der Kolben nach unten bewegt, um den Ablauf zu schließen, und durch eine Sprühöffnung im Kolben wird Wasser eingeführt. Der Kolben wird schnell gedreht, um die Seiten der Kammer abzuspritzen und um eine Wirbelbewegung in dem Wasser zu erzeugen, das sich in der Kammer angesammelt hat. Zu einem vorher festgelegten Zeitpunkt wird der Kolben bewegt, um den Ablauf zu öffnen und das wirbelnde Wasser aus der Kammer zu auszuschwemmen, während sich der Kolben weiter dreht.
Die Kolbenbaugruppe schließt einen Steuerkolben ein, der einen Kopf, eine Basis und einen Halsabschnitt einschließt, der sich zwischen dem Kopf und der Basis erstreckt. Der Steuerkolben ist in der Zubereitungskammer-Baugruppe angeordnet, wobei der Kopf steuerbar durch die Einschnürung bewegt werden kann und die Basis steuerbar durch den Ablauf beweglich ist. Der Steuerkolben öffnet und verschließt steuerbar die Einschnürung und den Ablauf. Die Filterbaugruppe hat eine Öffnung, die durchführend in dieser gebildet wird, durch welche die Basis des Steuerkolbens vorsteht. Der Kopf und die Basis des Steuerkolbens haben eine Außenabmessung, die kleiner als oder im wesentlichen gleich einer Innenabmessung der Öffnung ist, die durchführend durch die Filterbaugruppe gebildet wird, wobei der Kopf eine Außenabmessung hat, die kleiner als oder im wesentlichen gleich einer Außenabmessung der Basis ist. Die Größe und die Abmessung des Kopfes und der Basis erlauben es, die Filterbaugruppe über den Steuerkolben einzusetzen oder herauszunehmen, ohne den Steuerkolben aus der Zubereitungskammer- Baugruppe herauszunehmen.
Die Zubereitungsmaschine ist programmierbar, um folgendes zu steuern: den Pegel des im voraus einzufüllenden Wassers, die Durchtränkungszeit, die Zubereitungstemperatur, die Menge des für die Zubereitung eingesetzten Wassers und die Menge des fertigen Getränks. Die Zubereitungskammer kann während des Zubereitungsvorgangs unter Druck gesetzt werden.
Die Maschine schließt außerdem eine Ausgangssubstanz-Dosiervorrichtung ein, die so gesteuert wird, daß sie eine präzise, im voraus bestimmte Menge der Ausgangssubstanz abgibt.
Bereitgestellt werden mehrere Ausgangssubstanz-Dosiervorrichtungen, um selektiv eine Reihe von Substanzen zu kombinieren, um ein gewünschtes fertiges Getränk herzustellen. Heißes Wasser wird durch die vorliegende Erfindung durch die Bereitstellung eines Regelventils an der Einlaßleitung des unteren Abschnitts des Heißwasserbehälters bereitgehalten.
Die Erfindung wird weiter als Beispiel unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Getränke-Zubereitungsmaschine eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung ist,
Fig. 2 ein partieller, fragmentarischer, im Querschnitt gezeigter Seitenaufriß einer Zubereitungskammer-Baugruppe der Getränke-Zubereitungsmaschine ist,
Fig. 3 ein partieller, fragmentarischer, im Querschnitt gezeigter Seitenaufriß der Zubereitungskammer-Baugruppe ist, wie sie in Fig. 2 dargestellt wird, nachdem die Kolbenbaugruppe, die durch diese hindurch vorsteht, in Axialrichtung von einer Einlaßeinschnürung nach unten verschoben worden ist, und eine Getränke-Ausgangssubstanz veranschaulicht, die durch ein Trichterelement in diese eingebracht worden ist, und vorbereitendes Füllwasser, das eingeführt wird, um den Trichter durchzuspülen und die Ausgangssubstanz in der Zubereitungskammer anfangs aufzuschwemmen,
Fig. 4 ein partieller, fragmentarischer, im Querschnitt gezeigter Seitenaufriß der Zubereitungskammer-Baugruppe ist, nachdem die Kolbenbaugruppe in Axialrichtung nach oben verschoben worden ist, um die Einlaßeinschnürung abzudichten, und veranschaulicht, wie das Zubereitungswasser in die Zubereitungskammer fließt, um die darin befindliche Ausgangssubstanz aufzugießen,
Fig. 5 ein partieller, fragmentarischer, im Querschnitt gezeigter Seitenaufriß der Zubereitungskammer-Baugruppe ist, nachdem die Kolbenbaugruppe in Axialrichtung nach oben verschoben worden ist, und außerdem die Drehbewegung der Kolbenbaugruppe veranschaulicht, welche die Innenseite der Zubereitungskammer besprüht, um verbrauchte Ausgangssubstanz abzuführen,
Fig. 6 ein allgemeines hydraulisches Schema der Getränke-Zubereitungsmaschine ist,
Fig. 7 ein partieller, fragmentarischer Seitenquerschnitt eines Steuerkolbens ist, der in der Getränke-Zubereitungsmaschine eingesetzt wird und der sich durch eine Öffnung erstreckt, die durchführend durch eine Filterbaugruppe gebildet wird, eines Ablaufs, der in einem unteren Abschnitt der Zubereitungskammer-Baugruppe gebildet wird, und einer Einschnürung, die in einem oberen Abschnitt der Zubereitungskammer-Baugruppe gebildet wird,
Fig. 8 ein erstes alternatives Ausführungsbeispiel des Steuerkolbens der Kolbenbaugruppe ist,
Fig. 9 ein zweites alternatives Ausführungsbeispiel des Steuerkolbens der Kolbenbaugruppe ist,
Fig. 10 eine schematische Darstellung einer Getränke-Zubereitungsvorrichtung ist, die mit Mitteln zur Bildung einer Getränkebahn zu einem entfernt aufgestellten Getränkebehälter verbunden ist,
Fig. 11 eine Draufsicht der in Fig. 10 gezeigten Vorrichtung ist, bei der die Getränke- Zubereitungsvorrichtung mit dem entfernt aufgestellten Getränkebehälter verbunden ist, und
Fig. 12 eine Linksseitenansicht der in Fig. 10 gezeigten Getränke-Zubereitungsvorrichtung ist, bei der ein Schlauch der Getränkebahnmittel mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende der Getränke- Zubereitungsvorrichtung verbunden ist.
Während die Erfindung durchaus für Ausführungsbeispiele in verschiedenen Formen geeignet ist, wird in den Zeichnungen ein spezielles Ausführungsbeispiel gezeigt und hierin detailliert beschrieben, mit der Maßgabe, daß die vorliegende Offenlegung als exemplarisch für die Prinzipien der Erfindung zu betrachten ist und nicht beabsichtigt, die Erfindung auf das hier Dargestellte und Beschriebene zu begrenzen.
Es wird nun auf die Zeichnungen Bezug genommen, in denen gleiche Teile in allen Figuren durch gleiche Referenzzahlen bezeichnet werden, eine automatische Getränke-Zubereitungsmaschine oder Zubereitungseinheit 20 wird schematisch in Fig. 1 gezeigt. Die Zubereitungseinheit 20 schließt eine Trichterbaugruppe 22, eine Zubereitungskammer-Baugruppe 24, eine Kolbenbaugruppe 26 (die besser in Fig. 2 bis 5 gezeigt wird), Antriebsmittel oder eine Antriebsvorrichtung 28, ein Wasserverteilungssystem 30 und ein Steuerungssystem 32 ein.
Wie in Fig. 1 gezeigt wird, schließt die Trichterbaugruppe 22 einen Trichterbehälter 34 und eine durch einen Motor 36 angetriebene Schnecke 38 ein, die sich in diesem befindet. In den Trichterbehälter 34 wird eine Ausgangssubstanz, wie beispielsweise Kaffee, gegeben und darin zur gesteuerten Abgabe an die Zubereitungskammer-Baugruppe 24 aufbewahrt. Obwohl hier im Zusammenhang mit der Getränke- Ausgangssubstanz gelegentlich das Wort "Kaffee" verwendet wird, versteht es sich von selbst, daß bei der vorliegenden Erfindung auch andere Ausgangssubstanzen als Kaffee eingesetzt werden können. Außerdem wird zwar eine Trichterbaugruppe 22 gezeigt, es kann aber auch ein Mahlwerk (nicht gezeigt) hinzugefügt werden, um eine vorher festgelegte Menge frisch gemahlenen Kaffees oder einer anderen Getränke- Ausgangssubstanz in die Zubereitungskammer-Baugruppe 24 zu geben.
Die Zubereitungskammer-Baugruppe 24 schließt ein Gehäuseelement 40 ein, das zwischen einer oberen Kammerbaugruppe 42 und einer unteren Kammerbaugruppe 44 gehalten wird. Das Gehäuseelement 40 ist ein allgemein zylindrisch geformtes Element, das aus einem geeigneten Material hergestellt wird, um den Temperatur-, Feuchtigkeits- und anderen Bedingungen, die während des Zubereitungsprozesses auftreten, standzuhalten. Wie hier gezeigt wird, wird das Gehäuseelement 40 aus einem geeigneten durchsichtigen Material, wie beispielsweise Glas, hergestellt, um die Inspektion der Zubereitungskammer- Baugruppe 24 ohne deren Demontage zu ermöglichen. Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, steht die Kolbenbaugruppe 26 durch ein Ablaufrohr 41, die untere Kammerbaugruppe 44, das Gehäuseelement 40 und durch eine Einlaßeinschnürung 43 in der oberen Kammerbaugruppe 42 nach oben vor. Durch die Innenseitenfläche des Gehäuseelements 40 wird eine Zubereitungskammer 45 definiert, wenn die obere und untere Kammerbaugruppe 42, 44 daran angebracht sind.
Auf dem obersten Abschnitt der oberen Kammerbaugruppe 42 ist ein Trichterabschnitt 46 angebracht, der obere und untere Öffnungen 47a, 47b hat, die mit der Einlaßeinschnürung 43 koaxial sind, und wird durch Stützelemente 48 verstärkt, die von dessen Seiten ausgehen. Zwischen dem Trichterabschnitt 46 und dem Gehäuseelement 40 ist eine Sprühverteilerrohr-Baugruppe 50 angeordnet. Die untere Kammerbaugruppe 44 schließt eine Filterbaugruppe 52 und einen Ablaufkörper 54 ein.
Es wird weiter auf Fig. 2 bis 7 Bezug genommen, die Filterbaugruppe 52 trägt dazu bei, ein fertiges Getränk 53 abzuscheiden, das während des Zubereitungsvorgangs aus dem in die Ausgangssubstanz 53a aufgegossenen Wasser hergestellt wird. Eine Auslaßleitung 55 erstreckt sich von der Filterbaugruppe 52 zu einem Paar von Auslaßventilen 55a, 55e, die steuerbar sind, um den Fluß durch eine Abgabeleitung 55b, durch eine Abwasserleitung 55c zu leiten, um den Fluß durch eine der Leitungen 55b, 55c zu verhindern oder um den Fluß durch eine Großmengen-Auslaßleitung 226 zu leiten. Die Abgabeleitung 55b gibt ein fertiges Getränk 53, das von der Zubereitungskammer aufgefangen worden ist, in einen Behälter 57 ab. Die Abwasserleitung 55c gibt Abwasser in den Abfallsammelbehälter 63 ab. Verbrauchtes Mahlgut wird durch ein Auslaßrohr 59 transportiert und in dem darunter befindlichen Abfallsammelbehälter 63 abgelagert.
Das andere steuerbare Ventil 55e ist längs der Auslaßleitung 55 angeordnet, wie das vorstehend ausgeführt worden ist. Das steuerbare Ventil 55e ist mit dem Steuerungssystem oder Mitteln zur selektiven Steuerung 32 über eine Leitung 222 verbunden. Das steuerbare Ventil 55e leitet den Fluß von der Auslaßleitung 55 steuerbar in die Großmengen-Auslaßleitung 226. Wenn die steuerbaren Ventile 55a, 55e für die Abgabe des Flusses aus der Auslaßleitung 55 in die Abgabeleitung 55b gesteuert werden, ist das steuerbare Ventil 55e geschlossen, und das steuerbare Ventil 55a ist geöffnet. Wenn der Fluß durch die Auslaßleitung 55 durch die steuerbaren Ventile 55a, 55e so gesteuert wird, daß er durch die Großmengenleitung 226 fließt, tritt der Fluß zur Abgabe an einen entfernt aufgestellten Behälter 236 aus der Zubereitungsmaschine aus (siehe Fig. 10 bis 12). Verschiedene Aspekte des Aufbaus und der Funktion der entfernt aufgestellten Zubereitungskapazitäten werden unten ausführlicher behandelt.
Das Auslaßventil 55a schließt getrennte Solenoidventile für die Abgabeleitung 55b und die Abwasserleitung 55c ein. Die Solenoide im Ventil 55a sind normalerweise aberregt, wobei die Bahn zur Abwasserleitung 55c offen ist, um das Ablaufen in den Abfallsammelbehälter 63 zu erlauben, und die Bahn zur Abgabeleitung 55b geschlossen ist. Das Ventil 55a wird selektiv erregt, um die Abgabeleitung 55b zu öffnen und die Abwasserleitung 55c zu schließen oder um beiden Leitungen 55b, 55c zu schließen.
Das steuerbare Ventil 55e schließt ein ähnliches Solenoidventil wie das Auslaßventil 55a ein, um den Fluß steuerbar durch die Großmengen-Auslaßleitung 226 zu leiten. Das Solenoid des steuerbaren Ventils 55e ist normalerweise aberregt, so daß das Ventil geschlossen ist. Unter diesen Bedingungen ist die Bahn zur Großmengen-Auslaßleitung 226 geschlossen. Das steuerbare Ventil 55e wird selektiv erregt, um die Großmengen-Auslaßleitung 226 zu öffnen. Das Ventil 55e steuert die Leitung 226, und das Ventil 55a steuert die Bahn zur Leitung 55b. Die Solenoidvenrile 55e und 55a werden so gesteuert, daß verhindert wird, daß beide Bahnen 226 bzw. 55b gleichzeitig offen sind. Weitere Details zu den Merkmalen der entfernt aufgestellten Getränkeabgabe der vorliegenden Erfindung werden unten gegeben.
Wie oben ausgeführt worden ist, steht die Kolbenbaugruppe 26 durch den Boden der Zubereitungskammer-Baugruppe 24 längs einer durch diese hindurchführenden Mittelachse 56 nach oben vor. In die Kolbenbaugruppe 26 sind ein Steuerkolbenabschnitt 58, der sich allgemein innerhalb des Gehäuseelements 40 befindet, und ein Schaftabschnitt 60 einbezogen, der am Steuerkolbenabschnitt 58 angebracht ist und von diesem nach unten verläuft.
Die Antriebsvorrichtung 28 schließt eine Leitspindel 62 ein, die am Schaftabschnitt 60 der Kolbenbaugruppe 26 angebracht ist, um die Antriebsvorrichtung 28 funktionell mit der Kolbenbaugruppe 26 zu verbinden. Ein Motor 64, welcher der Antriebsvorrichtung 28 zugeordnet ist, bewegt Zahnräder 65, um die Leitspindel 62 und die daran angeordnete Kolbenbaugruppe zu drehen und in Axialrichtung zu verschieben. Der Motor 64 ist vorzugsweise ein Gleichstrommotor, der umgekehrt werden kann, um die Dreh- und Bewegungsrichtung der Kolbenbaugruppe 26 umzukehren.
Es können verschiedene Formen von Zahnrädern 65 eingesetzt werden, um die Leitspindel 62 anzutreiben, die Antriebsmittel 65 in der gezeigten Form aber schließen ein Antriebszahnrad 66, das mit einem Betätigungszahnrad 68 im Eingriff ist, wobei diese beiden Zahnräder 66, 68 zusammenlaufende Geradstirnräder sind, und eine Acmemutter 70 ein, die an einem feststehenden Befestigungselement 72 angebracht ist. Durch die Anbringung der Acmemutter 70 am Befestigungselement 72 wird die Acmemutter 70 in einer feststehenden Position im Verhältnis zum Antriebszahnrad 66 gehalten, um Bewegung in der Leitspindel 62 hervorzurufen. Gewindegänge 74 der Leitspindel 62 greifen zusammenwirkend in Gewindegänge ein, die auf der Innenseite der Acmemutter 70 gebildet werden. Das Betätigungszahnrad 68 ist nicht-drehbar auf der Leitspindel 62 befestigt, so daß das Betätigungszahnrad 68 bei Drehung des Antriebszahnrads 62 gedreht wird, wodurch die Leitspindel 62 gedreht wird. Wenn die Leitspindel 62 gedreht wird, bewegt sie sich schraubend durch die Acmemutter 70, was zu einer Axialverschiebung der Kolbenbaugruppe 26 durch die Zubereitungskammer-Baugruppe 24 hindurch führt. Außerdem dreht sich, da das Betätigungszahnrad 68 an der Leitspindel 62 befestigt ist, auch die Kolbenbaugruppe 26, während sie in Axialrichtung durch die Zubereitungskammer-Baugruppe 24 hindurch verschoben wird.
Ein Heißwasserbehälter 76 und eine Kaltwassereinlaßleitung 78 führen dem Wasserverteilungssystem 30 Wasser zu. Der Heißwasserbehälter 76 hat eine abgedichtete Oberseite 76a, um dem Druck des ankommenden Wassers von der Einlaßleitung 78 standzuhalten. Das Wasser, das aus dem Heißwasserbehälter 76 und aus der Kaltwassereinlaßleitung 78 fließt, wird durch ein Zubereitungswasser-Solenoidventil 80, ein Durchspülwasser-Solenoidventil 82a bzw. ein Ausschwemmwasser-Ventil 82b gesteuert. Wasser, das durch eine Behälterfüllleitung 88 in den Behälter 76 fließt, wird schnell erhitzt, da es über ein Heizelement 93 fließt, das sich nahe der Stelle befindet, an der die Behälterfüllleitung in den Behälter 76 eintritt.
Ein Druckregler 90c regelt den Leitungsdruck in der Einlaßleitung 78, derartig, daß Wasser, das zur Behälterfüllleitung 88 und zu einer Ausschwemmwasserleitung 90 fließt, einen vorher festgelegten Druck aufweist. Ein Mengenventil 82d in der Zubereitungswasserleitung 86 ist zwischen dem Behälter 76 und dem Zubereitungswasserventil 80 angeordnet, um die Menge des Wasserflusses durch die Zubereitungswasserleitung 86 zu steuern.
Das Zubereitungswasserventil 80 steuert das Wasser, das aus dem Heißwasserbehälter 76 fließt, das durch Wasser zum Fließen gebracht wird, das in den Behälter 76 eingeführt wird und welches das darin befindliche heiße Wasser verdrängt, und dieses verdrängte Wasser fließt durch die Zubereitungsleitung 86. Die Zubereitungswasserleitung 86 stellt Zubereitungswasser für die Sprühverteilerrohr-Baugruppe 50 bereit, die dann das Zubereitungswasser gleichmäßig über die Getränke-Ausgangssubstanz 53a verteilt. Die Ausschwemmwasserleitung 90 führt der Kolbenbaugruppe 26 Wasser zu, die dadurch Wasser in die Zubereitungskammer 45 einführt, um verbrauchte Getränke-Ausgangssubstanz aus der Zubereitungskammer 45 auszuschwemmen. Die Durchspülwasserleitung 84 gibt eine kontrollierte Menge von heißem Druckwasser an den Trichterabschnitt 46 ab, um jede Getränke-Ausgangssubstanz 53a aus dem Inneren des Trichters 46 und in die Zubereitungskammer 24 ausspülen.
Die automatische Getränke-Zubereitungseinheit 20 wird durch das Steuerungssystem 32 gesteuert. Das Steuerungssystem 32 schließt einen Zentralregler 96 ein, der die Steuerungssignale zwischen diesem und den Komponenten der Zubereitungseinheit 20 über zahlreiche Steuerungsleitungen koordiniert. Die Steuerungsleitungen werden schematisch als einfache Linien dargestellt, können aber, in Abhängigkeit von den Erfordernissen der jeweiligen Komponente, auch mehradrige Leitungen einschließen. Die Vorrichtung, wie sie hier offengelegt wird, kann so eingestellt werden, daß sie einen Bereich an Mengen des fertigen Getränks zubereitet, und sie kann so eingestellt werden, daß sie eine größere oder kleinere Menge des Getränks in eine Karaffe oder einen anderen Behälter, nicht gezeigt, abgibt, aus dem das Getränk anschließend verteilt werden kann. Außerdem ist der Regler 96 so programmierbar, daß er folgendes steuert: den Pegel des im voraus eingefüllten Wassers, das in die Zubereitungskammer abgegeben wird, die Zeitdauer, während der die aufgegossene Ausgangssubstanz durchtränkt wird, die Temperatur des Zubereitungswassers, die Menge des Zubereitungswassers, die für eine vorher festgelegte Menge der Ausgangssubstanz eingesetzt wird, und die Menge der Ausgangssubstanz, die durch die Dosierleitung abgegeben wird.
Die Trichterbaugruppe 22 schließt den Trichtermotor 36, der über die Leitung 106 durch den Regler 96 gesteuert wird, einen Trichterbehälter 34 und die Schnecke 38 ein, die sich durch den Trichterbehälter 34 erstreckt und durch den Motor 36 angetrieben wird. Der Trichtermotor 36 wird durch einen Triac und einen Mikroprozessor (nicht gezeigt) bekannter Bauart gesteuert. Der Mikroprozessor schaltet den Triac ein und aus, um den Trichtermotor 36 zu steuern. Der Mikroprozessor legt am Motor 120 V Wechselstrom an, wenn der Motor 36 arbeiten soll, um die Schnecke 38 zur Abgabe einer Menge der Ausgangssubstanz an die Zubereitungskammer 24 anzutreiben. Um den Motor 36 anzuhalten, stellt der Mikroprozessor fest, wann die Wellenform am Motor 36 eine einzige Polarität aufweist. Wenn die Polarität abgetastet wird, schaltet der Mikroprozessor den Triac nur an, wenn die Wechselstrom-Wellenform dieselbe Polarität aufweist. Beispielsweise stellt der Mikroprozessor fest, wenn die Spannung an den Motorwicklungen immer + nach - ist, und schaltet dann den Triac an. Folglich wird der Motor 36 mit einem Gleichstrom angetrieben und erzeugt eine Bremswirkung auf den Motor 36. Da die Bremswirkung nur über sehr kurze Zeitspannen andauert, kann der Mikroprozessor auf die Abgabe von präzisen Mengen der Ausgangssubstanzen 53a aus dem Trichterbehälter 34 in die Zubereitungskammer 24 eingestellt werden.
Die Maschine schließt außerdem Mittel 230 zur selektiven Kombination von zwei oder mehr Substanzen für die Zubereitung, Geschmacksbildung und Mischung des fertigen Getränks ein. Die Kombinationsmittel 230 schließen eine Vielzahl von steuerbaren Substanzdosiervorrichtungen oder Trichterbaugruppen 22 ein, die so angeordnet sind, daß sie durch die Abgabe einer gewünschten Substanz in den Trichter 47, der in die Zubereitungskammer 24 führt, mit der Zubereitungskammer 24 in Verbindung stehen. Jede der Vielzahl von Substanzdosiervorrichtungen 22 schließt einen Trichtermotor 36 ein, der über Steuerungsleitungen mit dem Regler 96 verbunden ist. Außerdem schließen die Substanzdosiervorrichtungn 22 einen Trichterbehälter 34 in Verbindung mit der Schnecke 38 ein, die sich durch den Trichterbehälter 34 erstreckt und durch den Motor 36 gemäß den oben genannten Details angetrieben wird. Die selektiv steuernden Mittel 32 steuern die Vielzahl der steuerbaren Dosiervorrichtungen 22 für die Abgabe einer vorher festgelegten Menge eines gewählten Typs einer Substanz aus wenigstens zwei der steuerbaren Dosiervorrichtungen 22, um ein vorher festgelegtes, ausgewähltes Getränk herzustellen.
Ein Beispiel für die selektive Kombination von zwei oder mehr Substanzen bei der Zubereitung kann die Abgabe einer geeigneten Getränke-Ausgangssubstanz in Verbindung mit einem Süßungs- oder Geschmackszusatz einschließen. Der Benutzer wählt ein gewünschtes Getränk, das zubereitet werden soll, an den Steuerungsmitteln 32, die dann die steuerbaren Substanzdosiervorrichtungen 22 für die Abgabe einer geeigneten Menge der Substanz aus den entsprechenden Trichterbehältern 34 aktivieren, um das gewünschte fertige Getränk zu ergeben.
Um die selektiven Kombinationsmittel für 10 genauer zu veranschaulichen, soll die vorliegende Erfindung dafür genutzt werden, einen gesüßten Mokkakaffee herzustellen. Ein Mokkakaffee schließt Kaffee, eine Kakaosubstanz und eine Süßungssubstanz ein. In diesem Fall werden wenigstens drei der steuerbaren Substanzdosiervorrichtungen 22 für diese Anwendung gebraucht. Bei der Benutzung wählt der Benutzer das gewünschte Getränk, in diesem Fall gesüßten Mokkakaffee, an den Steuerungsmitteln 32 aus. Die Steuerungsmittel aktivieren dann jede der drei steuerbaren Dosiervorrichtungen 22, um die entsprechende Menge der Substanz aus diesen abzugeben. Eine erste Substanzdosiervorrichtung 22 wird aktiviert, um eine gewünschte Menge an Kaffeepulver in die Zubereitungskammer 24 zu geben. Eine zweite Substanzdosiervorrichtung 22 wird aktiviert, um eine entsprechende Menge an Kakao in die Zubereitungskammer 24 abzugeben. Schließlich wird eine dritte Substanzdosiervorrichtung 22 aktiviert, um eine entsprechende Menge eines Süßungszusatzes, wie beispielsweise Zucker oder Süßstoff, abzugeben. Ein anderes Beispiel ergäbe sich, wenn ein Benutzer gesüßten Mokka mit einer Prise eines anderen Gewürzes, wie beispielsweise Zimt, haben möchte. Es würde das oben beschriebene Verfahren durchgeführt, aber noch eine zusätzliche Substanzdosiervorrichtung 22 bereitgestellt, die Zimt enthalten würde, und nach der Wahl des gewünschten Getränks würde eine entsprechende Menge an Zimt in die Zubereitungskammer 24 gegeben.
Es ist klar, daß eine Reihe von Substanzdosiervorrichtungen 22 angeordnet werden kann, um entsprechende Mengen von gewünschten Substanzen für die Zubereitung, Geschmacksbildung und Mischung eines gewünschten fertigen Getränks in die Zubereitungskammer zu geben.
Fig. 1 stellt eine schematische Darstellung des hydraulischen und elektrischen Aufbaus der vorliegenden Erfindung dar. Fig. 6 zeigt ein schematisches Diagramm des Kreislaufs für den Wasserfluß, einschließlich der elektrischen Steuerungsleitungen 108, 102, 111, die zwischen dem Regler 96 und den Steuerungsventilen 80, 82a bzw. 82b geschaltet sind.
Da die Einlaßleitung 78 ständig offen ist und einen Einlauf-Wasserdruck auf den Behälter 76 ausübt, ist der Behälter ständig gefüllt, selbst wenn keine Benutzung vorliegt. Durch diese Tatsache wird der Behälter 76 im gefüllten Zustand gehalten und ist einsatzbereit, um bei Bedarf jederzeit ein Getränk zuzubereiten.
Ein zusätzliches Merkmal ist die Möglichkeit, erhitztes Wasser im Behälter 76 zu halten. Während die Einlaßleitung 78 ständig offen ist und einen Einlauf-Wasserdruck auf den Behälter 76 ausübt, entwickelt auch der Behälter ein gewisses Maß an Druck, der durch das Erhitzen und die anschließende Ausdehnung des Wassers bewirkt wird, das im Behälter 76 gehalten wird. Wenn das kalte Wasser in den unteren Teil des Behälters eintritt, erhitzt das Heizelement 93 das Wasser, was dazu führt, daß das erhitzte Wasser im Behälter 76 nach oben steigt und das kühlere Wasser in der Nähe des unteren Teils des Behälters 76 bleibt. Die Steuerungsventile 80, 82, 82a, 82b verhindern die Ausdehnung des Wassers im Behälter in eine der Leitungen, die durch sie gesteuert werden. An der Kaltwasserleitung 88 wird ein Überdruckventil 82c bereitgestellt, derartig, daß sich aus dem Behälter 76 ausdehnendes Wasser, das einen über einem vorher festgelegten Behälterdruck liegenden Druck hat, durch das Überdruckventil 82c freigesetzt und durch die Ablaufleitung 232 in den Auffangbehälter 63 abgeführt wird. Durch die Entlastung von übermäßigem Druck durch die Unterseite des Behälters 76 wird das erhitzte Wasser in der Nähe der Oberseite des Behälters 76 gehalten, wodurch die Energie und Zeit eingespart werden, die zum Erhitzen des Wassers im Behälter gebraucht werden.
Das Durchspülwasser-Solenoidventil 82a wird über die Leitung 102 gesteuert, um den Fluß durch die Durchspülwasserleitung 84 für die Bereitstellung eines gesteuerten Druckwasserflusses zum Trichterabschnitt 46 zu steuern, um jedwede Ausgangssubstanz 53a aus dem Trichter 46 herauszuspülen. Nachdem eine Menge der Ausgangssubstanz 53a durch die Trichterbaugruppe 22 abgegeben worden ist, signalisiert der Regler 96 dem Durchspülwasserventil 82a und dem Zubereitungswasserventil 80 über die Leitungen 102 bzw. 108, sich zu öffnen und Wasser durch die Durchspülwasserleitung 84 und die Zubereitungswasserleitung 86 fließen zu lassen. Das aus der Durchspülwasserleitung 84 über das Ventil 82a abgegebene Wasser durchspült den Trichter 46 und sammelt sich dann in der Zubereitungskammer 45, wo es einen Teil des Wassers ausmacht, das dazu genutzt wird, die Ausgangssubstanz aufzuschwemmen, bevor das Zubereitungswasser abgegeben wird. Das Wasser aus der Zubereitungswasserleitung 86 stellt zusätzliches Wasser bereit, um die Ausgangssubstanz aufzuschwemmen. Beide Quellen 84, 86 für Wasser werden so eingesetzt, daß der Schritt der Abgabe von Aufschwemmwasser in die Zubereitungskammer beschleunigt wird. Nach einer vorher festgelegten Zeitspanne gibt der Regler 96 ein Signal an die Durchspülwasser- und Zubereitungswasserventile 82a, 80, sich zu schließen, womit der Fluß von Wasser in die Zubereitungskammer 45 beendet wird.
Da durch den Regler die Durchtränkungszeit programmiert werden kann, kann zwischen der Abgabe des Aufschwemmwassers und der Abgabe von zusätzlichem Zubereitungswasser eine gewisse Zeitspanne liegen. Zum entsprechenden Zeitpunkt, beispielsweise nach der voreingestellten Durchtränkungszeit, gibt der Regler 96 über die Leitung 108 ein Signal an das Zubereitungswasserveniil 80, sich zu öffnen und Wasser durch die Zubereitungswasserleitung 86 fließen zu lassen. Gleichzeitig damit fließt Wasser durch die Einlaßleitung 78, um nicht-erhitztes Wasser in die Unterseite des Behälters 76 einzuführen, um dadurch das erhitzte Wasser im Behälter 76 nach oben und durch die Zubereitungswasserleitung 86 nach außen zu verdrängen. Wenn das Zubereitungswasserventil 80 offen ist, fließt Wasser durch die Zubereitungswasserleitung 86 und in die Zubereitungskammer 45 zum Aufgießen der Ausgangssubstanz. Am Ende des Zubereitungswasser-Abgabezyklusses gibt der Regler 96 ein Signal an das Zubereitungswasserventil 80, sich zu schließen, wodurch der Fluß von Zubereitungswasser in die Zubereitungskammer 45 aufhört.
Wie außerdem in Fig. 6 gezeigt wird, ist an der Einlaßleitung 78 ein Druckschalter 90a vorhanden und über eine Leitung 100a mit dem Regler 96 verbunden. Der Druckschalter 90a kann auf eine vorher festgelegte Druckeinstellung geeicht sein, so daß sich in der Einlaßleitung 78 ein vorher festgelegter minimaler Druckpegel entwickeln muß, bevor die Maschine 20 arbeitet. Dieser Druckschalter 90a verhindert Gegendruck und eine fehlerhafte Zubereitung.
Zur Messung der Wassermenge, welche die Maschine während jedes Zubereitungszyklusses einsetzt, wird ein Mengenmesser 90b eingesetzt, der über eine Leitung 100c mit dem Regler 96 in Verbindung steht. Ein primärer Druckregler 90c hält die Einlaßleitung 78 bei einem angemessenen, im voraus festgelegten Druckpegel, beispielsweise von 20 Pfund/Zoll² dynamisch. Der primäre Druckregler 90c stellt einen angemessenen Wasserarbeitsdruck für den gesamten hydraulischen Kreislauf her und gewährleistet diesen.
Der Heißwasserbehälter 76 schließt außerdem das thermostatisch gesteuerte Heizelement 93 ein, das über eine Steuerungsleitung 105 durch ein thermostatisches Element bekannter Bauart gesteuert wird.
Zusammenfassend kann gesagt werden, wenn die Arbeit der Zubereitungseinheit 20 durch Schaltermittel 104 aktiviert wird, aktiviert der Regler 96 das Auslaßventil SSa, um die Abwasserleitung 5 5c zu schließen. Der Regler 96 aktiviert den Motor 36 über die Steuerungsleitung 106, um eine vorher festgelegte Menge der Getränke-Ausgangssubstanz 53a aus der Trichterbaugruppe 22 in den Trichterabschnitt 46 abzumessen. Es kann eine Vielzahl von Substanzdosiervorrichtungen 22 bereitgestellt werden, um eine Reihe von Substanzen in die Zubereitungskammer 24 abzugeben, um aus einer vorher festgelegten, gewünschten Mischung ein resultierendes fertiges Getränk herzustellen.
Nachdem eine vorher festgelegte Menge der Getränke-Ausgangssubstanz 53a in den Trichterabschnitt 46 gegeben worden ist, aktiviert der Regler 96 über die Steuerungsleitungen 102 bzw. 108 für eine vorher festgelegte Zeitdauer das Durchspülwasserventil 82a und das Zubereitungswasserventil 80, um durch die Durchspülwasserleitung 84 Durchspülwasser in den Trichterabschnitt 46 einzuführen und die Zubereitungskammer schnell vorzufüllen. Am Ende der Abgabe von Vorfüll- oder Aufschwemmwasser kann der Regler 96 über eine vorher festgelegte Zeitspanne das Durchtränken der Ausgangssubstanz zulassen. Am Ende der Durchtränkungszeit öffnet der Regler 96 das Zubereitungswasserventil 80, um Zubereitungswasser in die Zubereitungskammer abzugeben, was sich daraus ergibt, daß Wasser durch die Einlaßleitung und in den Heißwasserbehälter 76 fließt, um erhitztes Wasser zu verdrängen, um dadurch das Zubereitungswasser durch die Zubereitungswasserleitung 86 in die Zubereitungskammer 45 einzuführen.
Die vorliegende Erfindung stellt auch die Möglichkeit bereit, große Mengen des fertigen Getränks zuzubereiten, wodurch die Notwendigkeit der Zubereitung mehrerer kleinerer Mengen eines gewünschten Getränks entfällt. Es wird auf Fig. 10, 11 und 12 Bezug genommen, die automatische Getränke- Zubereitungsmaschine 20 kann durch Mittel 234 zur Bildung einer Getränkebahn so geschaltet werden, daß ein gewünschtes fertiges Getränk an einen entfernt aufgestellten Getränkebehälter 236 abgegeben wird. Der entfernt aufgestellte Getränkebehälter 236 stellt ein Aufnahmegefäß für große Mengen des fertigen Getränks, das in der Zubereitungskammer 24 hergestellt worden ist, dar.
Es ist zu beachten, daß die Zubereitungskammer 24 in der Lage sein kann, bis zu einer Gallone oder mehr des fertigen Getränks herzustellen. Außerdem können, da die Maschine im hohen Maße automatisiert ist, mehrere Zubereitungszyklen ausgeführt werden, um größere Mengen des fertigen Getränks als die Menge herzustellen, die bei einem einzigen Zubereitungszyklus hergestellt werden könnte, wozu eine Höchstmenge der Ausgangssubstanz in die Zubereitungskammer 24 gegeben wird.
Die Möglichkeit, ein Getränk zuzubereiten und das Getränk an einen entfernt aufgestellten Behälter 236 abzugeben, bietet die Möglichkeit, die Anwendung der Getränke-Zubereitungseinheit über die Kapazität hinaus zu steigern, die allein die Kessel oder Behälter 57 bieten, die in der Zubereitungsmaschine 20 selbst positioniert werden können. Diese Möglichkeit ist besonders wichtig für die Verbraucher großer Mengen, bei denen es erforderlich sein kann, das fertige Getränk zu einer Vielzahl von Stellen zu transportieren, die aber nicht in der Lage sind, an jedem Standort eine gesonderte Getränke- Zubereitungsmaschine aufzustellen.
Die Mittel 234 zur Bildung einer Getränkebahn schließen einen Abgabeschlauch oder eine Abgabeleitung 238 ein, die ein erstes Ende 240 haben, das abnehmbar an der automatischen Getränke- Zubereitungsmaschine 20 angebracht ist und ein fertiges Getränk über die Großmengen-Abgabeleitung 226 aufnimmt. Ein zweites Ende 242 kann abnehmbar mit dem entfernt aufgestellten Getränkebehälter 236 verbunden werden. Das zweite Ende 242 schließt eine schnell lösbare Kopplung einer bekannten Bauart ein, um die Verbindung und Trennung ohne Zuhilfenahme von Werkzeugen zu ermöglichen und um außerdem ein nicht-tropfendes oder Absperrventil bereitzustellen, wenn die Verbindung gelöst worden ist.
Wie in Fig. 12 gezeigt wird, kann die Abgabeleitung 238 mit einer Ablaufleitung 244 (siehe Fig. 1) verbunden werden, die mit der primären Ablaufleitung 59 verbunden ist. Dieses Merkmal erlaubt es, die Abgabeleitung 238 mit der Ablaufleitung 244 zu verbinden, so daß Fluid oder Material, das durch die Abgabeleitung 238 geführt wird, in die Ablaufleitung 244 und damit in die primäre Ablaufleitung 50 abgeführt wird. Die Abgabeleitung, wie sie in Fig. 10, 11 und 12 gezeigt wird, hat einen Schlauch mit einer solchen Längenabmessung, daß eine schwerkraft-induzierte positive Ableitung zwischen dem ersten Ende 240 und dem zweiten Ende 242 auftritt, wenn das zweite Ende 242 an der Ablaufleitung 244 angebracht ist. Die schnell lösbare Kopplung am zweiten Ende 242 der Abgabeleitung 238 bietet auch den Vorteil der schnellen Verbindung und Trennung, wenn sie an das freie Ende der Ablaufleitung 244 angeschlossen wird.
Die Möglichkeit des entfernt aufgestellten Getränkebehälters kann manuell auf eine solche Weise genutzt werden, daß der Benutzer den Schlauch 238 von der Ablaufleitung 244 abnimmt und diesen mit einem entfernt aufgestellten Getränkebehälter 236 verbindet. Nachdem auf einer Schalttafel 245, die mit dem Regler 96 gekoppelt ist, eine gewünschte Ausgangssubstanz und eine gewünschte Menge gewählt worden sind, wird die gewünschte Menge des fertigen Getränks in den Getränkebehälter 236 abgegeben. Der Regler 96 schließt einen Mikroprozessor ein, der vorprogrammiert und programmierbar ist, um die Maschine 20 über einen oder mehrere Zubereitungszyklen mit einer gewählten Ausgangssubstanz laufen zu lassen, um ein gewünschtes fertiges Getränk zu erhalten. Der Benutzer wählt einen Typ eines Getränks und eine Menge, und die Programmierung im Mikroprozessor führt die Funktionen aus und betätigt die Maschine 20, um die gewünschte Menge des gewählten Getränks herzustellen.
Die Möglichkeiten der Fernzubereitung können auch stärker automatisiert angewendet werden, derartig, daß die Maschine auch Mittel zur steuerbaren Schaltbewegung 246 einer Reihe von entfernt aufgestellten Getränkebehältern 236 bereitstellt. Die Schaltbewegungsmittel 246 sind mit dem Regler 96 durch eine Steuerungsleitung 248 verbunden. Die Schaltbewegungsmittel 246 stellen eine Bewegungsvorrichtung von bekannter Bauart dar, die in der Lage ist, Gegenstände in einer rotierenden oder linearen Bahn sowie in waagerechter oder senkrechter Richtung zu bewegen. Der Antriebsmechanismus der Schaltbewegungsmittel 246 ist mit dem Regler 96 verbunden. Durch die Programmierung des Mikroprozessors im Regler 96 werden Befehle bereitgestellt, um die Schaltbewegungsmittel 246 zu betätigen. Die Befehle vom Regler 96 schalten inkremental einen entfernt aufgestellten Getränkebehälter 236 in die Position zur Aufnahme eines fertigen Getränks aus der Maschine 20, nachdem während eines Zubereitungszyklusses ein entsprechender Befehl empfangen worden ist.
Die Maschine schließt auch Mittel 250 zur steuerbaren Verbindung und Trennung des zweiten Endes 242 der Abgabeleitung 238 mit bzw. von dem entfernt aufgestellten Getränkebehälter 236 ein. Die Verbindungs- und Trennmittel 250 stellen einen steuerbaren Plazierungsmechanismus, wie beispielsweise einen vereinfachten Roboterarm, von bekannter Bauart, dar. Die Mittel 250 zur steuerbaren Verbindung und Trennung empfangen außerdem Befehle vom Regler 96, derartig, daß die Programmierung im Mikroprozessor des Reglers 96 die Mittel 250 zur steuerbaren Verbindung und Trennung aktiviert und steuert.
Wenn der Regler 96 an die Schaltbewegungsmittel 246 den Befehl gibt, einen entfernt aufgestellten Behälter 236 in die Position zur Aufnahme eines fertigen Getränks zu bringen, gibt der Regler 96 auch einen Befehl an die Mittel 250 zur steuerbaren Verbindung und Trennung zur Verbindung des zweiten Endes 242 mit dem entfernt aufgestellten Behälter 236. Die Mittel 250 zur steuerbaren Verbindung und Trennung sind mit einer Befestigung versehen, an der das zweite Ende 242 angebracht wird. Auf diese Weise brauchen die Mittel 250 zur steuerbaren Verbindung und Trennung nur das Ende 242 anzuheben oder nach unten zu schieben, um dieses im Verhältnis zu einem entfernt aufgestellten Behälter 236, der darunter positioniert ist, richtig zu positionieren. Fig. 11 stellt eine Draufsicht des in Fig. 10 gezeigten Seitenrisses dar.
Bei der Benutzung wählt der Benutzer einen Typ des Getränks, das zubereitet werden soll, und eine gewünschte Menge des Getränks. Der Benutzer wählt die Menge und den Typ des Getränks mit Hilfe der Schalttafel 245, die mit dem Regler 96 verbunden ist. Der Regler 96 schließt den Mikroprozessor und die Programmierung zur Steuerung der Schaltbewegungsmittel 246 und der Mittel 250 zur steuerbaren Verbindung und Trennung des zweiten Endes 242 der Abgabeleitung 238 ein.
Wenn der Zubereitungszyklus gestartet wird, bewirkt der Regler 96 die Schaltbewegung eines entfernt aufgestellten Behälters 236 in die Position unter der Kopplung 242, worauf die Mittel 50 zur steuerbaren Verbindung und Trennung die Kopplung 242 am entfernt aufgestellten Behälter 236 anbringen.
Nachdem eine vorher festgelegte Menge des Getränks in den entfernt aufgestellten Behälter 236 abgegeben worden ist, kann den Mitteln 50 zur steuerbaren Verbindung und Trennung signalisiert werden, die Kopplung 242 vom Behälter 236 abzunehmen. An diesem Punkt kann der Regler 96 die Schaltbewegungsmittel 246 so steuern, daß diese einen anderen entfernt aufgestellten Behälter 236 in die Position unter der Kopplung 242 bringen. Der Zyklus von Schaltbewegung und Verbindung und Trennung sowie Abgabe eines fertigen Getränks wird über so viele Zyklen wiederholt, wie erforderlich sind, um die vorher gewählte Menge des im voraus festgelegten Typs des fertigen Getränks, wie sie durch den Benutzer über die Schalttafel 245 gewählt worden sind, hergestellt worden ist.
Die Antriebsvorrichtung 28 wird ebenfalls durch den Zentralregler 96 über eine Leistungsregelleitung 110 und einen optischen Sensor 112 (wie das in Fig. 1 gezeigt wird) gesteuert, der dem Zentralregler 96 über eine Steuerungsleitung 114 zugeordnet ist. Die Bewegung der Komponenten der Antriebsvorrichtung 28 wird durch Signale geregelt, die durch den optischen Sensor 112 erzeugt werden. Der Sensor 112 arbeitet mit einem Lichtsenderelement 112a und einem Empfängerelement 112b und einer Scheibe 112c. Die Scheibe 112c ist am Ende der Leitspindel 62 zwischen dem Sender 112a und dem Empfänger 112b angebracht. In der Scheibe 112c wird eine Reihe von durchführenden Löchern (nicht gezeigt) gebildet, die einen vorher festgelegten Zwischenraum zwischen sich haben, damit das Licht (wie das durch die punktierten Linien 112d dargestellt wird) vom Sender 112a diese passieren kann. Wenn das Licht 112d die Löcher passiert, tastet der Empfänger 112b das Licht 112d ab, im wesentlichen in der Form von "Ein"- und "Aus"-Signalen, aus denen die Anzahl der Löcher hervorgeht, die denselben Strahlengang passiert haben, und sendet über die Leitung 114 ein Signal an den Regler 96. Der Regler 96 nutzt die Signale vom Empfänger 112b zur Steuerung der Antriebsvorrichtung 28.
Die Kolbenbaugruppe 26 schließt einen Steuerkolben 58 und einen von diesem ausgehenden Schaftabschnitt 60 ein. Wie oben ausgeführt worden ist, schließt die Kolbenbaugruppe 26 auch Mittel zur steuerbaren Bewegung des Steuerkolbens 28 ein. Wie in Fig. 1 bis 5 und 7 bis 9 gezeigt wird, schließt der Steuerkolben 58 einen Kopf 122, der in einer gewölbten Fläche 124 endet, eine Basis 125 und einen Halbabschnitt 127 ein. Fig. 7, 8 und 9 zeigen drei verschiedene Ausführungsbeispiele des Steuerkolbens 58, 58a, 58b. Unabhängig vom Ausführungsbeispiel, ist der Steuerkolben 58 in der Zubereitungskammer angeordnet, wobei der Kopf 122 steuerbar im Einlaß 43 beweglich ist und die Basis steuerbar im Ablaufrohr 41 beweglich ist. Wie in Fig. 5 gezeigt wird, dichtet eine Außenfläche 123 des Kopfes 122, der durch den Einlaß 43 vorsteht, an einer Dichtungsmanschette 130 ab, die im Einlaß 43 gehalten wird. Ebenso dichtet eine Dichtungsmanschette 134, die innerhalb des Ablaufrohres 41 angeordnet ist, die Basis ab, wenn sie im Ablauf 41 positioniert ist. Der Ablauf 41 steht mit dem Ablauflcörper 54 in Verbindung.
Es wird auf Fig. 7 Bezug genommen, der Kopf 122 schließt außerdem einen unterschnittenen Abschnitt 131 ein, der zwischen dem Kopf 122 und dem Halsabschnitt 127 gebildet wird. Der Halsabschnitt verläuft von der Basis 125 nach oben und leicht nach innen hin zu dem unterschnittenen Abschnitt 131. Das Ausführungsbeispiel des Halsabschnitts 127, wie es in Fig. 7 gezeigt wird, hat eine Kegelstumpfform. Durch die Kombination aus unterschnittenem Abschnitt 131 und Halsabschnitt 127 ergibt sich eine verdeckte Stelle für eine Öffnung 178, die in einer Außenfläche des unterschnittenen Abschnitts 131 gebildet wird. Die Öffnung 178 ist mit einer Bohrung 176 des Wasserverteilungssystems verbunden.
Es wird auf Fig. 8 und 9 Bezug genommen, Abschnitte des darin gezeigten Ausführungsbeispiels, die im wesentlichen dem in Fig. 7 gezeigten Ausführungsbeispiel ähnlich oder mit diesem identisch sind, werden mit derselben Referenzzahl unter Hinzufügen eines Suffix' bezeichnet. Beispielsweise schließen derartige Zahlen, die in Fig. 8 verwendet werden, ein Suffix "a" ein, während die in Fig. 9 verwendeten Referenzzahlen mit dem Suffix "b" bezeichnet werden.
Fig. 8 zeigt ein erstes altematives Ausführungsbeispiel eines Steuerkolbens 58a. Der Kopf 112a schließt einen unterschnittenen Abschnitt 131a, einen Basisabschnitt 125a und einen Halsabschnitt 127a ein. Ein erstes Segment 133a des Halsabschnitts 127a schließt eine Außenfläche ein, die im wesentlichen parallel zur Mittelachse 56 verläuft. Ein zweiter Abschnitt 135a des Halsabschnitts 127a verläuft vom ersten Abschnitt 133a in Radialrichtung nach außen zur Basis 125a und bildet eine kegelstumpfförmige Oberfläche.
Es wird auf Fig. 9 Bezug genommen, der Halsabschnitt 127b, der zwischen dem Kopf 122b und der Basis 125b verläuft, hat eine Außenfläche 137b, die eine durchgängig gekrümmte konkave Oberfläche definiert. Die Krümmung des Halsabschnitts 127b beginnt, wie das in Fig. 9 gezeigt wird, an einem obersten Abschnitt 139b der Basis 125b und krümmt sich nach oben hin zum unterschnittenen Abschnitt 131b.
Wiederum unabhängig vom Ausführungsbeispiel des Steuerkolbens 58, 58a, 58b, wie er in den Zeichnungen dargestellt wird (siehe Fig. 7, 8 und 9), sind der Kopf 122 und die Basis 125 so bemessen und dimensioniert, daß sie während des Zubereitungsvorgangs steuerbare Öffnungs- und Schließfunktionen ausführen. Es wird auf Fig. 3 und 4 Bezug genommen, eine Außenfläche 141 der Basis 125 hat eine Abmessung 143, die den Auslaß über einen vorher festgelegten Bereich der Bewegung des Steuerkolbens 58 innerhalb der Zubereitungskammer in einem geschlossenen Zustand hält. Ebenso hat, wie unter Bezugnahme auf Fig. 4 und 5 deutlich wird, die Außenfläche 123 des Kopfes 122 eine Abmessung 145, die den Einlaß über einen vorher festgelegten Bereich der Bewegung des Steuerkolbens 58 in einem geschlossenen Zustand hält.
Die Filterbaugruppe 164 ist im unteren Abschnitt 44 der Zubereitungskammer-Baugruppe angeordnet. Durch die Filterbaugruppe 164 führt eine Öffnung 147, die so bemessen und dimensioniert ist, daß sie den Durchgang der Basis 125 durch diese während des Zubereitungszyklusses erlaubt. Außerdem kann die Filterbaugruppe 164, wenn die obere Baugruppe 42 von der Zubereitungskammer-Baugruppe 24 abgenommen worden ist, aus dieser herausgenommen werden, wozu die Filterbaugruppe 164 über die Außenfläche 141 der Basis 125 am Halsabschnitt 127 vorbei nach oben und weiter nach oben über die Außenfläche 123 des Kopfes 122 geschoben wird. Wie anhand der Steuerkolben 58, 58a, 58b ersichtlich ist, wie sie in Fig. 7 bis 9 gezeigt werden, haben der Kopf 122 und die Basis 125 des Steuerkolbens 58 Außenabmessungen 151 bzw. 153, die kleiner als oder im wesentlichen gleich einer Innenabmessung 155 der Öffnung 147 sind. Außerdem sollte beachtet werden, daß die Außenabmessung 151 des Kopfes 122 kleiner als oder im wesentlichen gleich der Außenabmessung 155 der Basis 125 ist. Infolgedessen kann die Filterbaugruppe 164 leicht eingesetzt oder herausgenommen werden, indem sie einfach über den Steuerkolben 58 bewegt wird.
Wie im Querschnitt von Fig. 2 gezeigt wird, schließt die Sprühverteilerrohr-Baugruppe 50 eine runde Verteilerrohtplatte 136 ein, in der ein Verteilungskanal 138 und ein Kanalabdeckring 140 gebildet werden, der den Verteilungskanal 138 mit einem Innenseiten- und einem Außenseiten-Runddichtring 142 bzw. 144 abdichtend bedeckt. Zwischen dem Kanalabdeckring 140 und der Unterseite des Verteilungskanals 138 wird ein Zwischenraum 146 gebildet. Die Zubereitungsleitung 86 verläuft durch den Kanalabdeckring 140 und steht mit dem Zwischenraum 146 in Verbindung, um Wasser im gesamten Verteilungskanal 138 zu verteilen. Wasser wird über eine Reihe von Verteilerrohr-Öffnungen 148 verteilt, die im Verteilungskanal 138 gebildet werden, über der Getränke-Ausgangssubstanz verteilt. Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, wird Wasser, das durch die Verteilerrohr-Öffnungen 148 fließt, im allgemeinen gleichmäßig über die Oberfläche der Getränke-Ausgangssubstanz verteilt, die sich in der Zubereitungskarmner- Baugruppe 24 befindet, um das Aufgießen dieser Substanz zu maximieren.
Zwischen der Verteilerrohrplatte 136 und einem Korbelement 152 der Filterbaugruppe 52 erstrecken sich Stabelemente 150. Die Stabelemente 150 haben an einem Ende einen Kopf 154 und greifen am anderen Ende schraubend in eine Flügelmutter 156 ein. Durch diese Anordnung wird das Gehäuseelement 40 abdichtend zwischen der Verteilerrohrplatte 136 und dem Korbelement 152 festgeklemmt. Eine Dichtung wird durch Dichtungselemente 158 hergestellt, die zwischen den Rändern des Gehäuseelements 40 und entsprechenden Oberflächen der Verteilerrohrplatte und des Korbelements 152 angeordnet sind.
Ein Struktursieb 160 wird zusammenwirkend im Korbelement 152 der Filterbaugruppe 52 gehalten, um ein darüber liegendes Abdeck-Filtermaterial 164 zu tragen. Durchführend durch das Struktursieb 160 werden Perforationen 162 gebildet, damit Fluids passieren können. Poren 166, die durch das Filtermaterial 164 verlaufen, ermöglichen den Durchtritt von Fluid durch diese und anschließend durch die Perforationen 162, die im Struktursieb 160 gebildet werden. Es ist zu beachten, daß die Perforationen 162 und die Poren 166 in Fig. 2 bis 5 zur Veranschaulichung übertrieben groß dargestellt worden sind. Fluid, das durch das Filtermaterial 164 und das Struktursieb 160 gelangt, sammelt sich in einem Auffangraum 168, der zwischen dem Struktursieb 160 und dem Korbelement 152 gebildet wird. Das darin aufgefangene Fluid fließt durch die Abgabeleitung SSb und in einen entsprechenden Sammelbehälter 57.
Im Ablaufkörper wird zwischen dem Auslaßrohr 59 und dem Kolbengehäuse 61 ein Y- Schnittpunkt gebildet. Die Ausrichtung des Auslaßrohres 59 nach unten begünstigt während der Ausschwemmphase des Zubereitungszyklusses den Fluß von verbrauchter Ausgangssubstanz aus der Zubereitungskammer 45. Der Schaftabschnitt 60 der Kolbenbaugruppe führt durch eine abgedichtete Kammer 170 im Kolbengehäuse 61. Die abgedichtete Kammer 170 ist am oberen Ende und am unteren Ende abgedichtet.
Die abgedichtete Kammer 170 bildet mit der Ausschwemmwasserleitung 90 eine verschiebbare Kopplung, damit Wasser aus der Ausschwemmwasserleitung 90 durch eine Ausschwemmwasserbohrung 172 fließen kann, die allgemein koaxial mit der Mittelachse 56 gebildet wird, die durch die Kolbenbaugruppe 26 verläuft. Ausschwemmwasser, das aus der Ausschwemmwasserleitung 90 fließt, fließt in die abgedichtete Kammer 170 und durch eine Einlaßöffnung 174. Wasser fließt durch die Ausschwemmwasserbohrung 172 nach oben zu dem vergrößerten Kopf 122 und wird durch eine nach unten gerichtete Öffnung 176 gedrückt, die an der Unterseite des vergrößerten Kopfes 122 gebildet wird, und nach außen durch eine Düse 178, die am Ende der Öffnung 176 angebracht ist. Eine obere Dichtungsmanschette und eine untere Dichtungsmanschette 180 bzw. 182 bilden eine Dichtung zwischen der abgedichteten Kammer 170 und dem Schaftabschnitt 60 und verhindern ein Lecken, während die Kolbenbaugruppe 26 durch die Antriebsvorrichtung 28 gedreht und in Axialrichtung verschoben wird. Ein unterer Abschnitt des Kolbengehäuses 61 wird durch ein Kappenelement 184 abgedichtet, das schraubend auf diesem gehalten wird.
Fig. 2 zeigt außerdem Details zur Konfiguration und Arbeitsweise der Antriebsvorrichtung 28. Wie gezeigt wird, hat die Leitspindel 62 einen Einsteckabschnitt 186, der mit einer Aussparung 188 zusammenwirkt, die im Betätigungszahnrad 68 gebildet wird. Ein Stift 190, der durch einen Bund 191 vorsteht, hält die Leitspindel 62 mit dem Betätigungszahnrad 68 im Eingriff. Ebenso hat der Schaftabschnitt 60 einen Einsteckabschnitt 186a, der mit einer Aussparung 188a in der gegenüberliegenden Seite des Betätigungszahnrades 68 zusammenwirkt. Ein Stift 190a, der durch einen Bund 191a vorsteht, hält den Schaftabschnitt 60 mit dem Betätigungszahnrad 68 im Eingriff. Die Leitspindel 62 greift schraubend in die Acmemutter 70 ein, die fest auf dem Befestigungselement 72 gehalten wird.
Unter Bezugnahme auf Fig. 3 bis 5 wird nun die Arbeitsweise der Maschine behandelt. Wie in Fig. 3 gezeigt wird, gibt der Regler 96 nach dem Einschalten der Zubereitungseinheit 20 an der Schalttafel 245 über die Leitung 110 ein Signal an den Motor 64 der Antriebsvorrichtung 28, den Steuerkolbenabschnitt 58 nach unten zu verschieben (wie das durch den Pfeil 201 veranschaulicht wird), um den vergrößerten Kopfabschnitt 122 aus der Einschnürung 43 zu verschieben, um die Einschnürung für die Aufnahme einer Menge der Getränke-Ausgangssubstanz (dargestellt durch die Partikel 53a) zu öffnen, damit diese in den Trichterabschnitt 46 gebracht wird und in die Zubereitungskammer 45 gelangt. Durch die Substanzdosiervorrichtung 22 kann eine Reihe von Substanzen abgegeben werden, um ein gewünschtes Getränk herzustellen, das eine Mischung von Substanzen aufweist, wie das oben behandelt worden ist. Der Regler betätigt die notwendigen Substanzdosiervorrichtungen 22, um die Substanzen abzugeben, die notwendig sind, um das durch den Benutzer an der Schalttafel 245 gewählte, gewünschte Getränk herzustellen.
Als nächstes gibt der Regler 96 über die Leitung 55d ein Signal an das Auslaßventil 55a zum Schließen der Abwasserleitung 55c und über die Leitung 102 zum Durchspülwasserventil 82a. Die Abgabeleitung 55b ist normalerweise geschlossen und braucht daher an diesem Punkt des Zubereitungsvorgangs nicht geschlossen zu werden. Der Regler gibt über die Leitung 108 außerdem ein Signal an das Zubereitungswasserventil 80, eine vorher festgelegte Menge an erhitztem Wasser abzugeben. Durch die Nutzung sowohl der Durchspülwasserleitung 84 als auch der Zubereitungswasserleitung 86 wird der Schritt der Abgabe von vorher einzufüllendem oder Aufschwemmwasser in die Kammer beschleunigt.
Die Durchspülwasserleitung 84 gibt Wasser mit einem höheren Druck als die Zubereitungswasserleitung 84 ab, da der Druck der Zubereitungswasserleitung 84 durch das Mengenventil 82d begrenzt wird. Das Durchspülwasser mit dem höheren Druck bewirkt das Ausschwemmen der Partikel 53a aus dem Trichterabschnitt 46 und nach unten durch die Einschnürung 43 in die Zubereitungskammer 45. Außerdem wäscht das Durchspülwasser Partikel vom vergrößerten Kopfabschnitt 122 und der gewölbten Oberfläche 124 ab, wodurch eine bessere Abdichtung zwischen der Dichtungsmanschette 130 und dem vergrößerten Kopfabschnitt 122 erreicht wird, wenn der Steuerkolben 58 nach oben verschoben wird. Das Durchspülwasser, das Zubereitungswasser und die Getränke-Ausgangssubstanz 53a sammeln sich in der Filterbaugruppe 52, wobei die Substanz 53a auf dem erhitzten Wasser schwimmt.
Wie in Fig. 4 gezeigt wird, wird der Steuerkolben 58 nach oben bewegt (wie das durch den Pfeil 206 veranschaulicht wird), um die Einschnürung 43 abzudichten, die in der oberen Kammerbaugruppe 42 gebildet wird. Außerdem ist zu beachten, daß das Ablaufloch 41, das durchführend durch die untere Kammerbaugruppe 44 gebildet wird, zu diesem Zeitpunkt im Zubereitungszyklus durch den Steuerkolbenabschnitt 58 abgedichtet wird. Die Abdichtung der Zubereitungskammer an der Ober- und Unterseite verhindert das Entweichen von Dampf während des Durchtränkungsschritts.
Die Steuerung der Durchtränkungszeit erlaubt eine gesteuerte, variable Extraktion von Ölen und Sedimenten aus der Ausgangssubstanz, wodurch sich ein vorher festgelegtes fertiges Getränk ergibt. Beispielsweise kann eine geringere Menge der Ausgangssubstanz, bei der eine längere Zeitspanne der Durchtränkung zugelassen wird, die gleiche Menge und Intensität des fertigen Getränks ergeben, wie sie eine größere Menge der Ausgangssubstanz ergeben würde, bei der keine Durchtränkung zugelassen wird.
Nach einer vorher festgelegten Zeitspanne oder Pause werden der Durchtränkungsschritt abgeschlossen und der Zubereitungsvorgang fortgesetzt. Wasser wird durch die Einlaßleitung 78 eingeführt und in den Heißwasserbehälter 76 abgegeben, um das darin befindliche erhitzte Wasser zu verdrängen, sobald das Zubereitungswasserventil 80 geöffnet wird. Wasser, das aus dem Heißwasserbehälter 76 verdrängt worden ist, fließt durch die Zubereitungswasserleitung 86 und fließt durch den Zwischenraum 146, der zwischen dem Verteilungskanal 138 und dem Kanalabdeckring 144 gebildet wird. Zubereitungswasser fließt durch den Zwischenraum 146 und wird beim Fluß durch die Vielzahl von ringförmig angeordneten Verteilerrohröffnungen 148, die im Verteilungskanal 138 gebildet werden, feinst über der Getränke-Ausgangssubstanz 53a verteilt. Der Kreis aus Verteilerrohröffnungen 148 verteilt das Zubereitungswasser allgemein gleichmäßig, so daß sichergestellt ist, daß die gesamte Getränke- Ausgangssubstanz gründlich mit dem Zubereitungswasser aufgegossen wird, um die Effektivität des Zubereitungsvorgangs zu maximieren. Das Auslaßventil 55a wird selektiv gesteuert, um für eine entsprechende Zeitdauer, die am Regler 96 eingestellt worden ist, eine Bahn durch die Abgabeleitung 55b zu öfihen.
Sobald die Getränke-Ausgangssubstanz 53a aufgegossen worden ist, fließt ein fertiges Getränk (wie das durch Pfeile 53 angezeigt wird) durch die Poren 166, die im Abdeck-Filtermaterial 164 gebildet werden, und durch die Perforationen 162, die im Struktursieb 160 gebildet werden. Das fertige Getränk 53 sammelt sich im Auffangraum 168 und fließt in das Auslaßrohr 55 und durch das Auslaßventil 55a, die Abgabeleitung 55b und in den Behälter 57.
Selbstverständlich kann das Merkmal der Zubereitung großer Mengen für die Zubereitung von größeren Mengen des fertigen Getränks angewendet werden. Wie oben ausgeführt worden ist, kann der Benutzer eine größere Menge eines gewünschten Getränks wählen, und der Regler 96 betätigt die Schaltbewegungsmittel 246 und die Anschluß- und Abnahmemittel 250 für die Kopplung 242, um die automatische Herstellung von großen Mengen eines fertigen Getränks zu ermöglichen. Natürlich kann der Benutzer nur einen einzigen entfernt aufgestellten Behälter 236 für ein fertiges Getränk wählen und kann infolgedessen die Kopplung 242 von Hand an den entfernt aufgestellten Behälter 236 anschließen oder von diesem abnehmen. Unabhängig davon, ob die Kopplung 242 von Hand oder automatisch angeschlossen oder abgenommen wird, wird das steuerbare Ventil 55e dahingehend wirksam, den Fluß durch die Auslaßleitung 55 in die Großmengenleitung 226 zu leiten, um die große Menge des fertigen Getränks in den entfernt aufgestellten Getränkebehälter 236 abzugeben.
Nachdem der Zubereitungszyklus abgeschlossen worden ist, besteht der nächste Schritt darin, die Zubereitungskammer 45 mit Wasser auszuschwemmen, um die verbrauchte Getränke-Ausgangssubstanz 53a aus dieser zu entfernen und die Zubereitungskammer zu reinigen. Als erstem Schritt nach dem Abschluß des Zubereitungszyklusses gibt der Regler 96 ein Signal an das Ventil 55a, sowohl die Abgabeleitung SSb als auch die Abwasserleitung zu schließen, um dadurch zu verhindern, daß Ausschwemmwasser aus dem Ausschwemmzyklus durch das Auslaßrohr 55 abläuft.
Am Ende des Ausschwemmzyklusses wird durch den Steuerkolben 58 über die Leitung 90 eine Menge an kaltem Wasser eingeführt, um den Unterdruck aufzuheben, der innerhalb der Kammer während des Ausschwemmzyklusses durch das nicht-erhitzte Wasser erzeugt worden ist. Das zusätzliche kalte Wasser hebt den Unterdruck durch geringfügiges Anheben des Innendrucks auf. Durch die Erhöhung des Innendrucks werden die Dichtungen zwischen dem Kolben an der Einschnürung leicht aufgehoben, wodurch die Aufhebung des Unterdrucks leichter wird.
Als nächstes wird der Steuerkolben 58 angehoben (wie das in Fig. 5 gezeigt wird), um den Ablauf 41 zu öffnen, damit ein wesentlicher Teil der Aufschlämmung aus der verbrauchten Ausgangssubstanz und dem restlichen Zubereitungswasser durch das Auslaßrohr 59 ausfließen kann. Kurz vor dem Öffnen des Ablaufs 41 gibt der Regler 96 ein Signal zum Schließen und Beenden des Flusses von Zubereitungswasser durch das Zubereitungswasserventil 80 an dieses.
Als nächstes initiiert das Ausschwemmwasserventil 82b den Wasserfluß durch die Ausschwemmwasserleitung 90 und aus der im Steuerkolben 58 gebildeten Bohrung 178 nach außen. Der Steuerkolben 58 wird während des Durchflusses des Ausschwemmwassers gedreht, um schnell die Kammer durchzuspülen, während der Steuerkolben 58 in der angehobenen Position ist. Wasser aus diesem Ausschwemmschritt läßt man ablaufen. Durch das Schließen des Ausschwemmwasserventils 82b wird der Ausschwemmwasserfluß beendet, und der Steuerkolben 58 wird abgesenkt, um den Ablauf 41 abzudichten und die Einschnürung 43 zu öffnen.
Ein Aufschwemm-Ausschwemmschritt wird durch das Einführen von Wasser in die Kammer über die Zubereitungs-, Durchspülwasser- und Ausschwemmwasserleitung 84, 86 bzw. 90 eingeleitet. Da beide Bahnen 55b, 55c durch das Ventil 55a und das Ablaufloch 41 abgedichtet sind, sammelt sich das einfließende Wasser in der Kammer 45. Infolge der Wasseransammlung in der Kammer 45 wird die verbrauchte Ausgangssubstanz aus dem Filtermaterial herausgeschwemmt, wodurch ein Verstopfen der Poren im Filtermaterial verhindert wird.
Wenn das Ausschwemmwasserventil 82b geöffnet wird, fließt Wasser durch die Ausschwemmwasserleitung 90 in die abgedichtete Kammer 170 und nach oben durch die Ausschwemmwasserbohrung 172. Das Wasser fließt aus der Bohrung 178 und zum Durchspülen und zur Entfernung von Getränke-Ausgangssubstanz 53a und anderem Material aus dem Gehäuseelement 40 auf dessen Innenfläche 214. Außerdem ist der Sprühnebel des Wassers aus der Bohrung 178 auf die Innenfläche 214 gerichtet, was dazu führt, daß die aufgeschwemmte Ausgangssubstanz 53a hin zur Mitte der Zubereitungskammer 53 bewegt wird, wo sie durch das Ablaufloch 41 nach unten fließt, ohne an einer der Oberflächen der Zubereitungskammer 45 hängenzubleiben. Die Bohrung 178, wie sie bei der vorliegenden Erfindung angewendet wird, stellt einen Sprühwinkel von wenigstens 90º bereit, so daß das Wasser die Oberkante der Innenfläche 214 des Gehäuseelements 40 spült. Außerdem kann, da der Steuerkolbenabschnitt 58 um die Mittelachse 56 rotiert (wie das durch den Pfeil 216 gezeigt wird), mit einer einzigen Bohrung 278 gearbeitet werden, um während des Ausschwemmvorgangs die gesamte Zubereitungskammer 45 zu besprühen. Es sollte jedoch beachtet werden, daß auch mehrere Bohrungen 178 oder Düsen eingesetzt werden können, um den Ausschwemmvorgang weiter zu verbessern.
Während der Steuerkolben 58 rotiert und einen Sprühnebel an Ausschwemmwasser abgibt, bewegt er sich nach oben in eine Position unmittelbar vor dem Aufheben der Dichtung vom Ablauf 41. In dieser Position beginnt der Steuerkolben 58 mit hoher Geschwindigkeit zu rotieren, während er gleichzeitig weiter Ausschwemmwasser abgibt. Der Fluß aus der Durchspül- und der Zubereitungswasserleitung 84, 86 wird beendet. Durch das schnelle Drehen des Steuerkolbens 58 und den Sprühnebel an Ausschwemmwasser, der aus diesem abgegeben wird, wird das Wirbeln des angesammelten Wassers innerhalb der Kammer und das Ablösen jedweden Materials aus dem Filtermaterial sowie das Sauberwaschen der Innenflächen der Kammer bewirkt. Diese schnelle Wirbel- und Ablösewirkung dauert über eine Zeitspanne von etwa 2 oder 3 s an, bevor der Steuerkolben 58 abschließend bis zu dem Punkt angehoben wird, an dem er die Abdichtung zum Ablauf 41 aufhebt. Nachdem die Dichtung zum Ablauf 41 aufgehoben worden ist, rotiert der Steuerkolben 58 noch über eine kurze Zeitspanne weiter.
Der Steuerkolben 58 wird nach oben bewegt (wie das durch den Pfeil 210 veranschaulicht wird), wie das Fig. 5 zeigt, um den vergrößerten Kopfabschnitt 122 durch die Einschnürung 43 nach oben zu bewegen, um dadurch einen unteren Abschnitt 212 des Steuerkolbens 58 vom Ablaufloch 41 zu lösen. Sobald das Ablaufloch 41 geöffnet ist, fließt das angesammelte Wasser, das unter dem Einfluß des rotierenden Steuerkolbens 58 in der Kammer wirbelt, zusammen mit der verbrauchten Ausgangssubstanz 53a, die aufgeschwemmt oder vom Filtermaterial abgelöst worden ist, durch das Ablaufloch 41 aus der Zubereitungskammer 45 heraus.
Die Getränke-Ausgangssubstanz 53a wird durch das Auslaßrohr 59 und in den Abfallsammelbehälter 63 ausgeschwemmt. Abwasser (wie es durch Pfeile 218 in Fig. 5 veranschaulicht wird), das durch die Filterbaugruppe 52 fließt, fließt in das Auslaßrohr 55. Da es außerordentlich ungünstig wäre, wenn Abwasser in das frisch aufgebrühte Getränk oder in den Bereich des Sammelbehälters fließen würde, wird das Auslaßventil 55a selektiv so gesteuert, daß es die Bahn durch die Abgabeleitung 55b geschlossen hält und die Bahn durch die Abwasserleitung 55c öffnet.
Nachdem sich der Steuerkolben 58 nach oben bewegt hat, versprüht der Steuerkolben 58 über wenigstens eine weitere Umdrehung weiter Ausschwemmwasser, um die Kammer abschließend durchzuspülen. Bei Abschluß des Ausschwemmzyklusses sitzt der untere Abschnitt 212 des Steuerkolbenabschnitts 58 abdichtend im Ablaufloch 41.
Der Steuerkolben 58 wird auf Grund der Gewindeanordnung auf der Leitspindel 62 während des Ausschwemmzyklusses sowohl in Axialrichtung verschoben als auch gedreht. Die Leitspindel 62 und die Acmemutter 70 sind im wesentlichen selbstreinigend, und daher ist diese Anordnung nicht für die Ansammlung von Fremdstoffen anfällig, wie das beim bekannten technischen Stand der Fall ist.
Wenn die Filterbaugruppe 164 gereinigt oder repariert werden soll, wird die obere Baugruppe 42 aus der Zubereitungskammer 24 herausgenommen. Wenn die obere Baugruppe 42 herausgenommen worden ist, kann die Filterbaugruppe 164 von der unteren Baugruppe 44 und längs des Steuerkolbens 58 nach oben abgehoben werden. Da die Öffnung 147 der Filterbaugruppe 164 eine Innenabmessung 155 hat, die größer als oder im wesentlichen gleich den entsprechenden Außenabmessungen 155, 151 der Basis 125 und des Kopfes 122 ist, kann die Filterbaugruppe 164 aus der Maschine herausgenommen werden, ohne den Steuerkolben 58 herauszunehmen oder zu lösen.
Obwohl ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben worden ist, ist es vorgesehen, daß Fachleute auf dem Gebiet verschiedene Modifikationen der vorliegenden Erfindung entwickeln können, ohne vom Rahmen der angefügten Ansprüche abzuweichen. Die Erfindung soll nicht durch die vorstehende Offenlegung, sondern nur durch die folgenden angefügten Ansprüche begrenzt werden.

Claims

1. Getränke-Zubereitungsmaschine (20) für die Zubereitung großer Mengen eines fertigen Getränks, wobei die Getränke-Zubereitungsmaschine (20) folgendes einschließt:

eine Getränke-Zubereitungseinheit (24) zur steuerbaren Zubereitung einer gewählten Menge eines gewählten Typs von fertigem Getränk während eines Zubereitungszyklusses,

wenigstens einen entfernt aufgestellten Getränkebehälter (236), welcher der Getränke- Zubereitungseinheit (24) zugeordnet ist, wobei der Getränkebehälter (236) von der Getränke- Zubereitungseinheit (24) unabhängig ist,

Mittel (234) zur Bildung einer Getränkebahn von der Getränke-Zubereitungseinheit (24) zu dem entfernt aufgestellten Getränkebehälter (236), wobei die Maschine (20) dadurch gekennzeichnet ist,

daß die Getränke-Zubereitungseinheit (24) eine Vielzahl von Getränkebahnen hat, einschließlich der Getränkebahn von der Getränke-Zubereitungseinheit (24) zu dem entfernt aufgestellten Getränkebehälter (236) und einer Getränkebahn zu einem oder mehreren Behältern (57), die in der Getränke-Zubereitungsmaschine (20) für die Abgabe eines durch die Getränke-Zubereitungseinheit (24) zubereiteten Getränks an den einen oder die mehreren Behälter (57) positioniert werden können,

daß ein erstes Ende (240) der Getränkebahnmittel (234) abnehmbar an der Getränke- Zubereitungseinheit (24) angebracht werden kann, um ein fertiges Getränk aus der Getränke- Zubereitungseinheit (24) aufzunehmen, und

daß ein zweites Ende (242) der Getränkebahnmittel (234) abnehmbar mit dem entfernt aufgestellten Getränkebehälter (236) verbunden werden kann, um ein durch die Getränke- Zubereitungseinheit (24) zubereitetes Getränk durch die Getränkebahnmittel (234) in den entfernt aufgestellten Getränkebehälter (236) abzugeben.

2. Getränke-Zubereitungsmaschine nach Anspruch 1, die außerdem folgendes einschließt: eine primäre Ablaufleitung (59), die mit der Getränke-Zubereitungseinheit (24) verbunden ist, um verbrauchte Getränke-Ausgangssubstanzen und Abfallsubstanzen zu entfernen, wobei die Getränkebahnmittel (234) einen Schlauch (238) einschließen, der ein erstes Ende (240), das mit der Getränke-Zubereitungseinheit (24) verbunden ist, und eine schnell lösbare Kopplung (242) an einem zweiten Ende desselben hat,

eine Ablaufleitung (244), die mit der primären Ablaufleitung (59) in Verbindung steht,

wobei ein freies Ende der Ablaufleitung (244) steuerbar mit dem zweiten Ende (242) des Schlauchs (238) in Verbindung steht, um Abfallsubstanzen aus dem Schlauch (238) heraus zu transportieren, nachdem er von dem entfernt aufgestellten Getränkebehälter (236) abgenommen worden ist.

3. Getränke-Zubereitungsmaschine (20) nach Anspruch 1, die außerdem folgendes aufweist:

Mittel (246) zur steuerbaren Schaltbewegung einer Reihe von entfernt aufgestellten Behältern (236) im Verhältnis zu der Getränke-Zubereitungseinheit (24), wobei die Schaltbewegungsmittel (246) steuerbar einen der mehreren entfernt aufgestellten Getränkebehälter (236) in einer Position nahe der Getränke-Zubereitungseinheit (24) positionieren, um einen gewählten Typ und Menge des Getränks aus dieser aufzunehmen, und

Mittel (250) zur steuerbaren Verbindung und Trennung der Getränkebahnmittel (234) und des entfernt aufgestellten Getränkebehälters (236), der durch die Schaltbewegungsmittel (246) im Verhältnis zu der Getränke-Zubereitungseinheit (24) in Position geschaltet worden ist.

4. Getränke-Zubereitungsmaschine (20) nach Anspruch 1, die außerdem folgendes aufweist:

einen Heißwasserbehälter (76) zur Aufnahme einer vorher festgelegten Menge an Wasser im erhitzten Zustand für die Verwendung bei der Zubereitung von Getränken,

eine steuerbare, nicht-erhitzte Füllleitung (78), die mit dem Heißwasserbehälter (76) in Verbindung steht, um dem Heißwasserbehälter (76) steuerbar Wasser hinzuzufügen, nachdem Wasser aus diesem abgegeben worden ist, und

ein Überdruckventil (82c), das funktionell mit der Füllleitung (78) verbunden ist, um Wasser aus dem Heißwasserbehälter (76) freizusetzen, wenn der Druck im Behälter (76) einen vorher festgelegten Pegel erreicht oder übersteigt, wobei das Überdruckventil (82c) eine Menge an Wasser freisetzt, das eine niedrigere Temperatur als das erhitzte Wasser hat, um den Verlust von erhitztem Zubereitungswasser zu verhindern und zu senken.