EP1987568A2 - Ventilbetätigungsvorrichtung - Google Patents

Ventilbetätigungsvorrichtung

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Publication number
EP1987568A2
EP1987568A2 EP07703712A EP07703712A EP1987568A2 EP 1987568 A2 EP1987568 A2 EP 1987568A2 EP 07703712 A EP07703712 A EP 07703712A EP 07703712 A EP07703712 A EP 07703712A EP 1987568 A2 EP1987568 A2 EP 1987568A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
valve
actuator
container
water tank
contact
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP07703712A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Siegmund Kramer
Anton Mathes
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BSH Hausgeraete GmbH
Original Assignee
BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH filed Critical BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Publication of EP1987568A2 publication Critical patent/EP1987568A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47J—KITCHEN EQUIPMENT; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; APPARATUS FOR MAKING BEVERAGES
    • A47J31/00—Apparatus for making beverages
    • A47J31/06—Filters or strainers for coffee or tea makers ; Holders therefor
    • A47J31/0605—Filters or strainers for coffee or tea makers ; Holders therefor with a valve at the filter-outlet; Anti-drip devices
    • A47J31/061—Filters or strainers for coffee or tea makers ; Holders therefor with a valve at the filter-outlet; Anti-drip devices activated by the beverage container
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47J—KITCHEN EQUIPMENT; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; APPARATUS FOR MAKING BEVERAGES
    • A47J31/00—Apparatus for making beverages
    • A47J31/10—Coffee-making apparatus, in which the brewing vessel, i.e. water heating container, is placed above or in the upper part of the beverage containers i.e. brewing vessel; Drip coffee-makers with the water heating container in a higher position than the brewing vessel
    • A47J31/106—Coffee-making apparatus, in which the brewing vessel, i.e. water heating container, is placed above or in the upper part of the beverage containers i.e. brewing vessel; Drip coffee-makers with the water heating container in a higher position than the brewing vessel with a valve at the water heating container outlet

Definitions

  • the present invention relates to a device for actuating a valve which is connected to a removable water container of a hot beverage preparation device, namely at an interface between a basic unit, so the preparation device without water tank, and the water tank and / or at an interface between a Aufbrüh adopted and a beverage container Hot beverage preparation device is arranged.
  • the valve comprises a valve housing and a movably mounted therein, acted upon by a spring force valve body. It serves to open and close a drain opening on the water tank or the Aufbrüh coupled.
  • Such valves are provided when the user is at risk of scalding.
  • coffee makers will be discussed hereinafter instead of hot beverage preparation devices.
  • Similar versions of such a valve are known in principle as a so-called drip stop, for example in coffee machines.
  • the valve is located between a filter holder and a coffee pot. If the coffee pot is to be filled below the filter, the valve is open. As soon as the coffee pot is removed, the valve closes automatically and prevents the coffee from dripping. This function is impaired, for example, by lime or coffee deposits, in particular in the region of the valve seat. This can cause the valve to no longer close tightly. This generally happens with all liquids that tend to form deposits.
  • Object of the present invention is therefore to provide an improved valve assembly that reliably prevents dripping.
  • the device according to the invention has an actuator for actuating the valve, which causes a movement of the valve body against the spring force.
  • the opening force is defined by the operating force.
  • Their maximum amount is determined by the force that can be demanded from an operator to place the pot under the filter holder, inter alia, in terms of comfort maximum. Since the opening force opposes the closing force, the closing force is smaller or at best as large as the opening force. To close the valve is therefore also only a limited force available.
  • the invention turns away from this concept. Rather, it pursues the principle of providing the opening force, at least in terms of its size, largely independently of the operator, by means of an actuator. As a result, the opening and the closing force of the valve can not only be matched exactly. Rather, now in particular the closing force can be dimensioned independently of a narrow operating force. As a result, the closing force provided by the spring can be dimensioned exclusively according to how the shooting of the valve is reliably ensured even with deposits. It can therefore be considerably larger than before.
  • a comparable device can be arranged on a removable water tank.
  • Both the valve at the outlet of the Aufbrühaji and the water tank can each be assigned its own actuator.
  • both valves can be actuated by a common actuator. Regardless of which container the signal to close to the actuator, he closes both valves.
  • this offers the advantage that, when the beverage container is removed, the valve at the brewing device is not only closed in a known manner. At the same time the actuator also closes the valve on the water tank and thus prevents a further inflow of hot water in the Aufbrüh sensory. The brewing process is interrupted so that the brewing device can not overflow.
  • the actuator or the actuators can be arranged both on the base unit and on the water tank. At the water tank he can valve directly actuate. This leads to a compact design and avoids energy losses through short transmission paths. If the actuator is arranged on the basic unit, a container with a low dead weight is obtained. In addition, the interfaces between the water tank and the basic unit and the interface between the actuator and the valve coincide. When removing the container from the base unit, the power flow between the actuator and the valve body is interrupted. Thereupon, the preloaded spring arranged on the valve can close the valve automatically.
  • the actuator can be operated either with mechanical or electrical energy, with respect to the
  • Beverage container only with electrical energy.
  • the mechanical energy can continue to be provided by an operator available, but now by means of a
  • the gearbox is part of the actuator.
  • Energy can activate the actuator, for example an electric motor, completely independently of the operating force. It can basically be made available from the basic unit, but also from the water tank. Preferably, the actuator, for example an electric motor, completely independently of the operating force. It can basically be made available from the basic unit, but also from the water tank. Preferably, the actuator, for example an electric motor, completely independently of the operating force. It can basically be made available from the basic unit, but also from the water tank. Preferably, the actuator, for example an electric motor, completely independently of the operating force. It can basically be made available from the basic unit, but also from the water tank. Preferably, the actuator, for example an electric motor, completely independently of the operating force. It can basically be made available from the basic unit, but also from the water tank. Preferably, the actuator, for example an electric motor, completely independently of the operating force. It can basically be made available from the basic unit, but also from the water tank. Preferably, the actuator, for example an electric motor, completely independently of the operating force. It can basically be made available from
  • An electrical power supply from the water tank means that it can be equipped with its own power supply. It offers the advantage that the water tank can then be operated independently of the base unit as a separate kettle.
  • the actuator may be, for example, an electromagnet or an electric motor. If the actuator is an electromagnet, its movably mounted armature can be indirectly connected, for example via a transmission, or directly to the valve body. The anchor may also be part of the valve body itself. Then, the actuator is arranged in the water tank as close to the valve to avoid additional transmission elements between the actuator and the valve body with corresponding friction losses. If the actuator is an electric motor, a gear can be arranged between the electric motor and the valve body, which converts the rotational movement of the electric motor into a straight-line movement of the valve body. As a gear come for example eccentric, helical, crank or traction mechanism into consideration.
  • a power supply of the actuator from the base unit in any case the transmission of either mechanical or electrical energy at an interface between the basic unit and water tank required.
  • means for transmitting energy are arranged at the interface. These means are designed so that they are coupled only with attached container and transmit energy. Once the container is removed, there is an interruption of the power supply. The actuator then lacks the necessary energy to apply a counterforce to the closing force of the closing spring, and the closing spring closes the valve in the same way as in devices without an actuator.
  • mechanically effective means such as pins, plungers, joints or springs, can be used, which can transmit an actuating force to the valve.
  • the means may be electrically conductive, for example pin-shaped or annular contact elements, which come into contact with each other when the containers are placed, thus closing an electrical circuit. When removing the container they are disconnected, which leads to the interruption of the power supply of the actuator with the consequences already mentioned.
  • a contact element arranged regularly on the container in the bottom area of the container can therefore be used, which is in operative connection with a mating contact element on the base unit.
  • a plunger or a ring can come into contact with a ring as a mating contact element as contact elements.
  • the arrangement of a ring as one of the contact elements - at least in centric arrangement of the interface on the container - has the advantage that the container with respect to a vertical axis of rotation in any orientation can be placed on the coffee machine.
  • a ring of course, a disc can be used.
  • a scissor-shaped contact element cooperates with a mandrel-shaped mating contact element.
  • a scissor-shaped contact element in this case comprises two legs, which are connected via a joint against each other rotatable.
  • the joint can be arranged at any position, that is approximately in the middle like a pair of scissors, or at the ends of the legs.
  • the joint can be configured as desired, as long as it allows a certain relative movement of the legs. If only a relatively small movement of the legs is present, in a simple case, a film hinge can serve as a joint.
  • Basic unit arranged kraftbeetzschlagten contact element can not be raised.
  • the energy transfer by means of contact elements is susceptible to wear and corrosion.
  • a sensor detects the presence or absence of the water tank. It generates a signal to the actuator, which can be used to switch or actuate the valve body and thus to open or close the valve.
  • Figure 1 is a schematic diagram of a coffee machine with exemplary
  • Figure 2a, 2b is a schematic diagram of a plunger-ring contact connection as a means for energy transfer at the interface between the container and coffee machine;
  • Figure 2c is a schematic representation of a ring-ring contact connection as a means for energy transfer at the interface between the container and coffee machine;
  • Figure 3 is a schematic representation of a contact connection between a scissor-like contact element and a mandrel-shaped mating contact element at the interface between the water tank and coffee machine.
  • FIG. 1 shows a coffee machine with a base unit 1 and a removable water tank 2, which is in the mounted state via an interface 10 with the base unit 1 in connection.
  • a valve 3 is arranged, via which the water passes from the water tank 2 in a Aufbrüh Nur 4 and from there as coffee in a coffee pot 5.
  • the valve 3 is actuated by means of an actuator 6 arranged on the basic unit 1. This is connected to the valve 3 via means 7 for energy transfer.
  • the means 7 are located on both sides of the interface 10 in the form of contact and mating contact elements on the base unit 1 and the water tank. 2
  • a further interface 44 extends in the upper region of the container 5.
  • an actuator 45 is arranged at an outlet of the Aufbrüh driven 4, a valve 46 and above the Aufbrüh adopted 4 in the base unit 1 of the coffee machine.
  • FIGS. 2a to 2c show three different embodiments of contact and mating contact elements as means for transmitting energy in a schematic diagram. They are arranged on the interface 10 shown as a dashed line between the base unit 1 and the water tank 2 in the bottom area or between the base unit 1 and the beverage container 5 in the lid area.
  • FIG. 2a shows a ring 12 attached to the coffee machine for transmitting mechanical or electrical energy to a tappet 14 associated with the water tank 2.
  • a tappet 14 associated with the water tank 2.
  • both the ring 12 and the ring are Plunger 14 made of an electrically conductive material. In the case of a purely mechanical energy transmission, this is not necessary.
  • the ring 12 and the plunger 14 can then be made of any material that allows power transmission.
  • the arrows 16 and 18 symbolize the possibility of movement of the ring 12 and the plunger 14. It may be sufficient, only one contact element 12, 14 to store movable.
  • the contact element 14 on the water tank 2 In the case of mechanical energy transmission, this is imperative for the contact element 14 on the water tank 2.
  • the force required to produce the contact between the ring 12 and the plunger 14 can then be provided by preloaded springs which comprise both the movably mounted ring 12 and the movably mounted plunger 14 act accordingly.
  • the prestressed springs serve to transfer energy.
  • the ring 12 acts when placing the water tank 2 as a stop against the movable plunger 14. This activates a contact force that opens the valve 3 in the water tank 2 against a biased spring. At the Lifting off the water tank 2, the contact force drops away, so that the valve 3 closes due to its acting in the closing direction of the spring force.
  • FIG. 2b shows an alternative embodiment to FIG. 2a and shows the interface 10 already described in FIG. 2a, the ring 12 being arranged on the water container 2 and the tappet 14 on the coffee machine.
  • the mode of operation corresponds to that described in FIG. 2a.
  • FIG. 2 c shows an embodiment of an interface 10 in which a first ring 12 is used as contact element and a second ring 12 'as counter-contact element
  • Movement direction 16 ' are used.
  • the advantage of this embodiment over that shown in FIGS. 2a and 2b is the better distribution of force, especially with water containers of greater weight.
  • the ring shape provides a larger contact area, which is advantageous in electrical energy transmission.
  • All of the interfaces 10 described in FIGS. 2a to 2c are also suitable in the mounted state for containers rotatable up to 360 degrees. An orientation of the container prior to placement on the coffee does not need to be made, which makes handling much easier.
  • FIG. 3 shows a further embodiment of a means for transmitting energy at the interface 10.
  • the coffee machine has a stationary mandrel 20, which comprises a shaft 22 and a tip 24.
  • the mandrel 20 protrudes beyond the plane of the interface 10.
  • a scissor element 30 is arranged as the means 7 or as a counter-contact element. It consists of two legs 32 which are pivotally connected to each other via a hinge 34. The legs 32 are connected at their ends facing away from the interfaces 36 36 with a tension spring, which is symbolized by the double arrow 38. The tension spring 38 contracts the ends 36 so that movement of the legs 32 in the direction of the arrows 40 results. This will be the Shear element 30 forced into a position corresponding to that of a pair of scissors in the closed state.
  • the legs 32 have at their ends facing the interface 10 head portions 42, which are shown only schematically in Figure 3.
  • the head portions 42 are formed to prevent complete abutment of the legs 32 when the tension spring 38 urges them in the direction symbolized by the arrows 40. Instead, they make it possible for the mandrel 20 to retract with its tip 24 from the head regions 42 between the legs 32 and to deflect them against the direction of the arrow 40 and thus against the force of the tension spring 38.
  • the scissor element 30 which is arranged on the underside of the water tank 2, does not affect its position, the scissor element 30 does not protrude beyond the standing surface of the container, which here with the plane of the interface 10 coincides.
  • the coupled state between the water tank 2 and the base unit 1, the figure 3 represents, is achieved in that the water tank 2 is parked with its footprint on the base unit 1.
  • the mandrel 20, which deflects the legs 32 in the manner described above activates a force which, for example, at the ends 36 of the legs 32 are tapped and can serve as an actuating force of a valve 3.
  • the mandrel 20 If the water tank 2 of the coffee machine 1 removed, the mandrel 20 thus removed between the legs 32, so pulls the tension spring 38, the legs 32 together again. It thus generates one of the actuating force of the valve 3 opposing force that closes it.
  • the operating force of the valve 3 the tensile force that generates the tension spring 38, and the operating force with which the water tank 2 is placed on the coffee machine 1, to match each other.
  • the tension spring 38 now serves to ensure secure electrical contact between the legs 32 and the mandrel 20.
  • the tension spring 38 thus generates the contact force between the mandrel 20 as a contact element and the scissor element 38 as a mating contact element.
  • the electrical energy to be supplied to the water tank 2 can then be tapped on the legs 32. By removing the water tank 2, the contact is interrupted, so that the lack of energy supply, the valve 3 is closed by mechanical (spring) force
  • sensors 43 instead of contact elements 7, 12-18, those are conventionally and suitably mounted so as to detect the presence and absence of the containers 2, 5 and to supply a corresponding switching signal to their actuator ⁇ , 45.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Apparatus For Making Beverages (AREA)
  • Cookers (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Betätigung eines Ventils (3; 46) an einem Heißgetränkezubereitungsgerät, das einen Wasserbehälter (2), einen 5 Getränkebehälter (5) und einen Grundkörper (1) mit einer Aufbrüheinrichtung (4) umfasst und ein Ventil (3; 46) an einer Schnittstelle (10; 44) zwischen dem Wasserbehälter (2) bzw. dem Getränkebehälter (5) und dem Grundkörper (1), mit einem beweglich gelagerten, mit einer Federkraft beaufschlagten Ventilkörper, bei der ein Aktuator (6; 45), die zum Betätigen des Ventils (3; 46) notwendige Bewegung des Ventilkörpers entgegen der Federkraft bewirkt.

Description

Ventilbetätigungsvorrichtung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Betätigung eines Ventils, das an einem abnehmbaren Wasserbehälter einer Heißgetränkezubereitungsvorrichtung, nämlich an einer Schnittstelle zwischen einem Grundgerät, also der Zubereitungsvorrichtung ohne Wasserbehälter, und dem Wasserbehälter und/oder auch an einer Schnittstelle zwischen einer Aufbrüheinrichtung und einem Getränkebehälter der Heißgetränke- Zubereitungsvorrichtung angeordnet ist. Das Ventil umfasst ein Ventilgehäuse und einen darin beweglich gelagerten, mit einer Federkraft beaufschlagten Ventilkörper. Es dient zum Öffnen und Schließen einer Ablauföffnung an dem Wasserbehälter bzw. der Aufbrüheinrichtung. Derartige Ventile werden vorgesehen, wenn für den Benutzer die Gefahr von Verbrühung besteht. Zur Vereinfachung, jedoch ohne den Schutzbereich der Erfindung darauf zu beschränken, ist im Folgenden anstatt von Heißgetränkezubereitungsvorrichtungen ausschließlich von Kaffeemaschinen die Rede.
Ähnliche Ausführungen eines derartigen Ventils sind prinzipiell als so genannter Tropfstopp zum Beispiel bei Kaffeemaschinen bekannt. Das Ventil ist zwischen einem Filterhalter und einer Kaffeekanne angeordnet. Befindet sich die Kaffeekanne zum Befüllen unterhalb des Filters, ist das Ventil geöffnet. Sobald die Kaffeekanne entnommen wird, schließt das Ventil selbsttätig und verhindert ein Nachtropfen des Kaffees. Diese Funktion wird zum Beispiel durch Kalk- oder Kaffeeablagerungen insbesondere im Bereich des Ventilsitzes beeinträchtigt. Das kann dazu führen, dass das Ventil nicht mehr dicht schließt. Das geschieht allgemein bei allen Flüssigkeiten, die zur Bildung von Ablagerungen neigen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine verbesserte Ventilanordnung anzugeben, die ein Nachtropfen zuverlässig verhindert.
Zur Lösung dieser Aufgabe weist die erfindungsgemäße Vorrichtung einen Aktuator zum Betätigen des Ventils auf, der eine Bewegung des Ventilkörpers entgegen der Federkraft bewirkt. Dies bedeutet eine prinzipielle Abkehr vom Stand der Technik: Dort bewirkt der Bediener mit einer Bedienkraft unmittelbar das Öffnen des Ventils, z.B. indem er die Kaffeekanne unter einen Filterhalter stellt und dabei einen Ventilkörper von einem Ventilsitz abhebt. Die Öffnungskraft ist durch die Bedienkraft definiert. Ihr maximaler Betrag ist durch die Kraft bestimmt, die einem Bediener zum Unterstellen der Kanne unter den Filterhalter u.a. unter Komfortgesichtspunkten maximal abverlangt werden kann. Da die Öffnungskraft der Schließkraft entgegenwirkt, ist die Schließkraft kleiner oder bestenfalls genauso groß wie die Öffnungskraft. Zum Schließen des Ventils steht damit ebenfalls nur eine beschränkte Kraft zur Verfügung.
Die Erfindung wendet sich dagegen ab von diesem Konzept. Sie verfolgt vielmehr das Prinzip, die Öffnungskraft zumindest hinsichtlich ihrer Größe weitgehend bedienerunabhängig durch einen Aktuator bereitzustellen. Dadurch können die Öffnungsund die Schließkraft des Ventils nicht nur exakt aufeinander abgestimmt werden. Vielmehr kann jetzt insbesondere die Schließkraft unabhängig von einer eng begrenzten Bedienkraft dimensioniert werden. Dadurch kann die Schließkraft, die die Feder bereitstellt, ausschließlich danach bemessen werden, wie das Schießen des Ventils auch bei Ablagerungen zuverlässig gewährleistet ist. Sie kann also erheblich größer sein als bisher.
Neben dem bekannten Tropfstopp an einem Auslauf der Aufbrüheinrichtung kann eine vergleichbare Vorrichtung an einem abnehmbaren Wasserbehälter angeordnet sein. Sowohl dem Ventil am Auslauf der Aufbrüheinheit als auch dem am Wasserbehälter kann jeweils ein eigener Aktuator zugeordnet sein. Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung können beide Ventile von einem gemeinsamen Aktuator aus betätigt werden. Unabhängig davon, durch welchen Behälter das Signal zum Schließen an den Aktuator erfolgt, schließt er jedenfalls beide Ventile. Das bietet neben dem verringerten technischen Aufwand den Vorteil, dass bei Abnahme des Getränkebehälters nicht nur in bekannter Weise das Ventil an der Aufbrüheinrichtung geschlossen wird. Zugleich schließt der Aktuator auch das Ventil am Wasserbehälter und unterbindet damit einen weiteren Zufluss heißen Wassers in die Aufbrüheinrichtung. Der Brühvorgang wird damit unterbrochen, so dass die Aufbrüheinrichtung nicht überlaufen kann.
Der Aktuator bzw. die Aktuatoren können sowohl am Grundgerät als auch am Wasserbehälter angeordnet sein. Am Wasserbehälter kann er das Ventil unmittelbar betätigen. Dies führt zu einer kompakten Bauweise und vermeidet durch kurze Übertragungswege Energieverluste. Ist der Aktuator am Grundgerät angeordnet, erhält man einen Behälter mit geringem Eigengewicht. Außerdem fallen dann die Schnittstellen zwischen Wasserbehälter und Grundgerät und die Schnittstelle zwischen Aktuator und Ventil zusammen. Beim Abnehmen der Behälter vom Grundgerät wird der Kraftfluss zwischen dem Aktuator und dem Ventilkörper unterbrochen. Daraufhin kann die am Ventil angeordnete vorgespannte Feder das Ventil selbsttätig schließen.
Um die Kraft zur Betätigung des Ventils bereitstellen zu können, kann der Aktuator entweder mit mechanischer oder elektrischer Energie betrieben werden, in Bezug auf den
Getränkebehälter nur mit elektrischer Energie. Die mechanische Energie kann weiterhin durch eine Bedienkraft zur Verfügung gestellt werden, die jetzt aber mittels eines
Getriebes übersetzt werden kann. Das Getriebe ist Teil des Aktuators. Die elektrische
Energie dagegen kann den Aktuator, zum Beispiel einen Elektromotor, vollkommen unabhängig von der Bedienkraft aktivieren. Sie kann grundsätzlich vom Grundgerät, aber auch vom Wasserbehälter aus zur Verfügung gestellt werden. Bevorzugt erfolgt die
Energieversorgung des Aktuators vom Grundgerät aus. Das hat den Vorteil, dass der
Wasserbehälter weitgehend frei von zusätzlichen Bauteilen bleibt. Sein Gewicht und seine
Außenabmessungen werden damit nicht unnötig vergrößert bzw. sein Fassungsvermögen bei vorgegebenen Außenabmessungen nicht verringert.
Eine elektrische Energieversorgung vom Wasserbehälter aus bedeutet, dass er seinerseits mit einer eigenen Energieversorgung ausgestattet werden kann. Sie bietet den Vorteil, dass der Wasserbehälter dann auch unabhängig vom Grundgerät als separater Wasserkocher betrieben werden kann.
Bei elektrischer Energieversorgung kann der Aktuator beispielsweise ein Elektromagnet oder ein Elektromotor sein. Handelt es sich bei dem Aktuator um einen Elektromagneten, kann dessen beweglich gelagerter Anker mittelbar, etwa über ein Getriebe, oder unmittelbar mit dem Ventilkörper in Verbindung stehen. Der Anker kann auch Teil des Ventilkörpers selbst sein. Dann ist der Aktuator im Wasserbehälter möglichst nahe an dem Ventil angeordnet, um zusätzliche Übertragungselemente zwischen Aktuator und Ventilkörper mit entsprechenden Reibungsverlusten zu vermeiden. Ist der Aktuator ein Elektromotor, kann zwischen Elektromotor und Ventilkörper ein Getriebe angeordnet sein, das die Drehbewegung des Elektromotors in eine gradlinige Bewegung des Ventilkörpers umwandelt. Als Getriebe kommen dafür beispielsweise Exzentergetriebe, Schraubengetriebe, Kurbelgetriebe oder Zugmittelgetriebe in Betracht.
Unabhängig von seiner Anordnung im Grundgerät oder am Wasserbehälter ist bei einer Energieversorgung des Aktuators vom Grundgerät aus jedenfalls die Übertragung entweder mechanischer oder elektrischer Energie an einer Schnittstelle zwischen Grundgerät und Wasserbehälter erforderlich. Dazu sind an der Schnittstelle Mittel zur Energieübertragung angeordnet. Diese Mittel sind so gestaltet, dass sie nur bei aufgesetztem Behälter gekoppelt sind und Energie übertragen. Sobald der Behälter entnommen wird, erfolgt eine Unterbrechung der Energieversorgung. Dem Aktuator fehlt dann die notwendige Energie, um eine Gegenkraft zur Schließkraft der Schließfeder aufzubringen, und die Schließfeder schließt das Ventil in derselben Weise wie bei Geräten ohne Aktuator.
Zur Übertragung von mechanischer Energie können grundsätzlich alle dazu geeigneten, mechanisch wirksamen Mittel, zum Beispiel Stifte, Stößel, Gelenke oder Federn, zum Einsatz kommen, die eine Betätigungskraft an das Ventil übertragen können. Im Falle der elektrischen Energieversorgung des Aktuators kann es sich bei den Mitteln um elektrisch leitende, beispielsweise stift- oder ringförmige Kontaktelemente handeln, die beim Aufsetzen der Behälter miteinander in Kontakt treten und damit einen elektrischen Stromkreis schließen. Beim Abnehmen der Behälter werden sie getrennt, was zur Unterbrechung der Energieversorgung des Aktuators mit den bereits erwähnten Folgen führt.
Je nach Anordnung des Aktuators am Grundgerät oder am Behälter können verschiedene Mittel zur Energieübertragung gewählt werden. Als Mittel zur Energieübertragung zwischen Behälter und Grundgerät kann also ein am Behälter regelmäßig im Bodenbereich des Behälters angeordnetes Kontaktelement zur Anwendung kommen, das mit einem Gegenkontaktelement am Grundgerät in Wirkverbindung steht. Erfindungsgemäß können als Kontaktelemente ein Stößel oder ein Ring mit einem Ring als Gegenkontaktelement in Kontakt treten. Die Anordnung eines Ringes als eines der Kontaktelemente - zumindest bei zentrischer Anordnung der Schnittstelle am Behälter - hat den Vorteil, dass der Behälter bezüglich einer vertikalen Drehachse in beliebiger Orientierung auf die Kaffeemaschine aufgesetzt werden kann. Anstelle eines Rings kann selbstverständlich auch eine Scheibe verwendet werden.
Je größer die Kontaktkraft zwischen den Kontaktelementen, umso zuverlässiger kann der Kontakt zur Energieversorgung des Wasserbehälters hergestellt werden. In der oben beschriebenen Ausführung entspricht sie mindestens der Gewichtskraft des leeren Wasserbehälters. Andernfalls würde der leere Wasserbehälter von der Kaffeemaschine abgehoben und dadurch seinen sicheren Stand verlieren.
In einer alternativen Ausführungsform wirkt ein scherenförmiges Kontaktelement mit einem dornförmigen Gegenkontaktelement zusammen. Eine derartige Ausführungsform ist dann von Vorteil, wenn das Eigengewicht des Wasserbehälters - beispielsweise eines Kunststoff-Behälters - nicht ausreicht, um einen sicheren Kontakt herzustellen. Ein weiterer Grund kann beispielsweise eine konstruktiv bedingte bestimmte Kraftrichtung der Kontaktelemente sein. Das scherenförmige Kontaktelement umfasst dabei zwei Schenkel, die über ein Gelenk gegeneinander verdrehbar verbunden sind. Das Gelenk kann an jeder beliebigen Position angeordnet sein, also etwa mittig wie bei einer Schere, oder an den Enden der Schenkel. Das Gelenk kann beliebig ausgestaltet sein, solange es eine gewisse Relativbewegung der Schenkel erlaubt. Sofern nur eine relativ geringe Bewegung der Schenkel vorliegt, kann in einem einfachen Fall ein Filmscharnier als Gelenk dienen.
Im kontaktfreien Zustand können die Schenkel durch Federkraft gegeneinander gezogen werden. Sie befinden sich damit in einer Lage vergleichbar dem Ruhezustand einer
Schere. Zur Herstellung des Kontakts drückt das dornförmige Gegenkontaktelement die
Schenkel gegen die Federkraft auseinander. Durch Berührungskontakt zwischen Dorn und Schenkeln kann dabei zugleich ein elektrischer Kontakt zwischen den
Kontaktelementen erzeugt werden. Die Kontaktkraft zwischen ihnen wirkt dann in horizontaler statt in vertikaler Richtung, so dass ein leerer Wasserbehälter von einem am
Grundgerät angeordneten kraftbeaufschlagten Kontaktelement nicht mehr angehoben werden kann. Die Energieübertragung mittels Kontaktelementen ist jedoch anfällig gegen Verschleiß und Korrosion. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann auf Kontaktelemente verzichtet werden. Stattdessen detektiert ein Sensor die Anwesenheit bzw. Abwesenheit des Wasserbehälters. Er erzeugt ein Signal zum Aktuator, das zum Schalten bzw. Betätigen des Ventilkörpers und damit zum Öffnen oder Schließen des Ventils verwendet werden kann.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine Prinzipdarstellung einer Kaffeemaschine mit beispielhafter
Anordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Figur 2a, 2b eine Prinzipdarstellung einer Stößel-Ring-Kontaktverbindung als Mittel zur Energieübertragung an der Schnittstelle zwischen Behälter und Kaffeemaschine;
Figur 2c eine Prinzipdarstellung einer Ring-Ring-Kontaktverbindung als Mittel zur Energieübertragung an der Schnittstelle zwischen Behälter und Kaffeemaschine;
Figur 3 eine Prinzipdarstellung einer Kontaktverbindung zwischen einem scherenartigen Kontaktelement und einem dornförmigen Gegenkontaktelement an der Schnittstelle zwischen Wasserbehälter und Kaffeemaschine.
Figur 1 zeigt eine Kaffeemaschine mit einem Grundgerät 1 und einem abnehmbaren Wasserbehälter 2, der im aufgesetzten Zustand über eine Schnittstelle 10 mit dem Grundgerät 1 in Verbindung steht. Im unteren Bereich des Wasserbehälters 2 ist ein Ventil 3 angeordnet, über das das Wasser aus dem Wasserbehälter 2 in eine Aufbrüheinrichtung 4 und von dort als Kaffee in eine Kaffeekanne 5 gelangt. Das Ventil 3 wird mittels eines an dem Grundgerät 1 angeordneten Aktuators 6 betätigt. Dieser ist mit dem Ventil 3 über Mittel zur Energieübertragung 7 verbunden. Die Mittel 7 befinden sich beiderseits der Schnittstelle 10 in Form von Kontakt- und Gegenkontaktelementen an dem Grundgerät 1 und am Wasserbehälter 2.
Bei der Kaffeekanne 5, dem Getränkebehälter, verläuft eine weitere Schnittstelle 44 im oberen Bereich des Behälters 5. An einem Auslauf der Aufbrüheinrichtung 4 ist ein Ventil 46 und oberhalb der Aufbrüheinrichtung 4 im Grundgerät 1 der Kaffeemaschine ein Aktuator 45 angeordnet.
In den Figuren 2a bis 2c sind drei verschiedene Ausführungsformen von Kontakt- und Gegenkontaktelementen als Mittel zur Energieübertragung in einer Prinzipdarstellung gezeigt. Sie sind an der als gestrichelte Linie dargestellten Schnittstelle 10 zwischen dem Grundgerät 1 und dem Wasserbehälter 2 in dessen Bodenbereich bzw. zwischen dem Grundgerät 1 und dem Getränkebehälter 5 in dessen Deckelbereich angeordnet.
Figur 2a zeigt einen an der Kaffeemaschine angebrachten Ring 12 zur Übertragung von mechanischer oder elektrischer Energie auf einen dem Wasserbehälter 2 zugeordneten Stößel 14. Im Falle der elektrischen Energieübertragung - für den Getränkebehälter 5 ist nur dieser Fall relevant - sind sowohl der Ring 12 als auch der Stößel 14 aus einem elektrisch leitenden Material hergestellt. Im Falle einer rein mechanischen Energie- Übertragung ist dies nicht erforderlich. Der Ring 12 und der Stößel 14 können dann aus jedem beliebigem Material gefertigt sein, das eine Kraftübertragung ermöglicht.
Die Pfeile 16 und 18 symbolisieren die Bewegungsmöglichkeit des Rings 12 und des Stößels 14. Dabei kann es ausreichend sein, nur ein Kontaktelement 12, 14 beweglich zu lagern.
Bei mechanischer Energieübertragung ist dies zwingend das Kontaktelement 14 am Wasserbehälter 2. Die zur Herstellung des Kontakts zwischen dem Ring 12 und dem Stößel 14 erforderliche Kraft kann dann von vorgespannten Federn bereitgestellt werden, die sowohl den beweglich gelagerten Ring 12 als auch den beweglich gelagerten Stößel 14 entsprechend beaufschlagen. In beiden Fällen dienen die vorgespannten Federn der Energieübertragung. Dabei wirkt der Ring 12 beim Aufsetzen des Wasserbehälters 2 also als Anschlag gegen den beweglichen Stößel 14. Dadurch wird eine Kontaktkraft aktiviert, die das Ventil 3 im Wasserbehälter 2 entgegen einer vorgespannten Feder öffnet. Beim Abheben des Wasserbehälters 2 fällt die Kontaktkraft weg, sodass sich das Ventil 3 aufgrund seiner in Schließrichtung wirkenden Kraft der Feder schließt.
Figur 2b stellt eine alternative Ausführungsform zu Figur 2a dar und zeigt die in Figur 2a bereits beschriebene Schnittstelle 10, wobei der Ring 12 am Wasserbehälter 2 und der Stößel 14 an der Kaffeemaschine angeordnet ist. Die Funktionsweise entspricht der in Figur 2a beschriebenen.
Figur 2c zeigt eine Ausführungsform einer Schnittstelle 10, bei der als Kontaktelement ein erster Ring 12 und als Gegenkontaktelement ein zweiter Ring 12' mit der
Bewegungsrichtung 16' zur Anwendung kommen. Der zweite Ring 12' übernimmt dabei die Funktion des bereits in den Figuren 2a und 2b beschriebenen Stößels 14. Der Vorteil dieser Ausführungsform gegenüber der in den Figuren 2a und 2b gezeigten ist die bessere Kraftverteilung, gerade bei Wasserbehältern mit größerem Gewicht. Außerdem bietet die Ringform eine größere Kontaktfläche, was bei elektrischer Energieübertragung von Vorteil ist.
Alle in den Figuren 2a bis 2c beschriebenen Schnittstellen 10 sind zudem im aufgesetzten Zustand um bis zu 360 Grad drehbare Behälter geeignet. Eine Orientierung des Behälters vor dem Aufsetzen auf die Kaffeemaschine braucht somit nicht vorgenommen zu werden, was die Handhabung wesentlich erleichtert.
Figur 3 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Mittels zur Energieübertragung an der Schnittstelle 10. Dort weist die Kaffeemaschine einen feststehenden Dorn 20 auf, der einen Schaft 22 und eine Spitze 24 umfasst. Der Dorn 20 ragt über die Ebene der Schnittstelle 10 hinaus.
Am Behälter 2 (siehe Fig. 1 ) ist als Mittel 7 bzw. als Gegenkontaktelement ein Scherenelement 30 angeordnet. Es besteht aus zwei Schenkeln 32, die über ein Gelenk 34 gegeneinander verschwenkbar verbunden sind. Die Schenkel 32 sind an ihren der Schnittstellen 10 abgewandten Enden 36 mit einer Zugfeder verbunden, die durch den Doppelpfeil 38 symbolisiert ist. Die Zugfeder 38 zieht die Enden 36 zusammen, so dass sich eine Bewegung der Schenkel 32 in der Richtung der Pfeile 40 ergibt. Damit wird das Scherenelement 30 in eine Stellung gezwungen, die der einer Schere im geschlossenen Zustand entspricht.
Die Schenkel 32 weisen an ihren der Schnittstelle 10 zugewandten Enden Kopfbereiche 42 auf, die in Figur 3 nur schematisch dargestellt sind. Die Kopfbereiche 42 sind derart ausgebildet, dass sie eine vollständige Anlage der Schenkel 32 aneinander verhindern, wenn die Zugfeder 38 sie in die durch die Pfeile 40 symbolisierte Richtung drängt. Sie ermöglichen es vielmehr dem Dorn 20, mit seiner Spitze 24 von den Kopfbereichen 42 aus zwischen die Schenkel 32 einzufahren und sie entgegen der Pfeilrichtung 40 und damit entgegen der Kraft der Zugfeder 38 auszulenken. Die damit erreichte Position stellt die Figur 3 dar. Damit das Scherenelement 30, das an der Unterseite des Wasserbehälters 2 angeordnet ist, dessen Stand nicht beeinträchtigt, ragt das Scherenelement 30 nicht über die Standfläche des Behälters hinaus, die hier mit der Ebene der Schnittstelle 10 zusammenfällt.
Der gekoppelte Zustand zwischen Wasserbehälter 2 und Grundgerät 1 , den Figur 3 darstellt, wird dadurch erreicht, dass der Wasserbehälter 2 mit seiner Standfläche auf dem Grundgerät 1 abgestellt wird. Dabei aktiviert der Dorn 20, der die Schenkel 32 in der oben beschriebenen Weise auslenkt, eine Kraft, die zum Beispiel an den Enden 36 der Schenkel 32 abgegriffen werden und als Betätigungskraft eines Ventils 3 dienen kann. Wird der Wasserbehälter 2 der Kaffeemaschine 1 abgenommen, der Dorn 20 zwischen den Schenkeln 32 also entfernt, so zieht die Zugfeder 38 die Schenkel 32 wieder zusammen. Sie erzeugt damit eine der Betätigungskraft des Ventils 3 entgegen gerichtete Kraft, die es schließt. Für eine einwandfreie Funktion bei mechanischer Energie- Übertragung sind also die Betätigungskraft des Ventils 3, die Zugkraft, die die Zugfeder 38 generiert, und die Betätigungskraft, mit der der Wasserbehälter 2 auf der Kaffeemaschine 1 aufgesetzt wird, aufeinander abzustimmen.
Im Falle einer elektrischen Energieübertragung bleiben die mechanischen Funktionen von Dorn 20 und Scherenelement 30 zunächst unverändert. Zusätzlich zu der zuvor beschriebenen mechanischen Energieübertragung dient jetzt die Zugfeder 38 dazu, einen sicheren elektrischen Kontakt zwischen den Schenkeln 32 und dem Dorn 20 sicherzustellen. Die Zugfeder 38 generiert demzufolge die Kontaktkraft zwischen dem Dorn 20 als Kontaktelement und dem Scherenelement 38 als Gegenkontaktelement. Die elektrische Energie, die dem Wasserbehälter 2 zugeführt werden soll, kann dann an den Schenkeln 32 abgegriffen werden. Durch Abnahme des Wasserbehälters 2 wird der Kontakt unterbrochen, so dass mangels Energiezufuhr das Ventil 3 durch mechanische (Feder-)Kraft geschlossen wird
Bei Verwendung von Sensoren 43 anstelle von Kontaktelementen 7, 12-18 werden jene in üblicher und geeigneter Weise so angebracht, dass sie die Anwesenheit und die Abwesenheit der Behälter 2, 5 detektieren und ein entsprechendes Schaltsignal zu ihrem Aktuator θ, 45 leiten.
Es wird abschließend noch einmal darauf hingewiesen, dass es sich bei den vorhergehenden, detailliert beschriebenen Schnittstellen 10 um Ausführungsbeispiele handelt, welche vom Fachmann in verschiedenster Weise modifiziert werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Insbesondere können auch die konkreten Ausgestaltungen der Kontakt- und Gegenkontaktelemente in anderer Form als in der hier beschriebenen erfolgen. Es wird der Vollständigkeit halber außerdem darauf hingewiesen, dass die Verwendung der unbestimmten Artikel „ein" bzw. „eine" nicht ausschließt, dass die betreffenden Merkmale auch mehrfach vorhanden sein können.
Bezugszeichenliste
1 Grundgerät
Wasserbehälter
3 Ventil
4 Aufbrüheinrichtung
5 Getränkebehälter
6 Aktuator für Wasserbehälter 2
7 Mittel zur Energieübertragung
10 Schnittstelle
12, 12' Ring
14 Stößel
16, 16' Bewegungsrichtung Ring
18 Bewegungsrichtung Stößel
20 Dorn
22 Schaft
24 Spitze
30 Scherenelement
32 Schenkel
34 Gelenk
36 Ende eines Schenkels 32
38 Zugfeder
40 Bewegungsrichtung
42 Kopfabschnitt
43 Sensor
44 Schnittstelle
45 Aktuator für Getränkebehälter 5
46 Ventil

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zur Betätigung eines Ventils (3; 46) an einem Heißgetränkezubereitungsgerät, das einen Wasserbehälter (2), einen Getränkebehälter (5) und einen Grundkörper (1 ) mit einer Aufbrüheinrichtung
(4) und ein Ventil (3; 46) an einer Schnittstelle (10; 44) zwischen dem Wasserbehälter (2) bzw. dem Getränkebehälter (5) und dem Grundkörper (1 ) umfasst, mit einem beweglich gelagerten, mit einer Federkraft beaufschlagten Ventilkörper, gekennzeichnet durch einen Aktuator (6; 45), der zum Betätigen des Ventils (3; 46) eine Bewegung des Ventilkörpers entgegen der Federkraft bewirkt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Aktuator zwei Ventilen (3; 46) zugeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (6; 45) an dem Grundkörper (1 ) oder am Wasserbehälter (2) angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (6; 45) mit mechanischer oder elektrischer Energie betrieben wird.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (6; 45) ein Elektromagnet oder ein Elektromotor ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Elektromotor und Ventilkörper ein Getriebe angeordnet ist, das eine Drehbewegung des Elektromotors in eine geradlinige Bewegung des Ventilkörpers umwandelt.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Aktuator (6; 45) Teil des Behälters (2; 5) ist, dadurch gekennzeichnet, dass an der Schnittstelle (10; 44) zwischen dem Behälter (2; 5) und dem Grundkörper (1 ) Mittel zur Energieübertragung (7) angeordnet sind, die beim Abnehmen des Behälters (2; 5) von der Heißgetränkezubereitungsvorrichtung eine Unterbrechung der Energieversorgung des Aktuators (6; 45) bewirken.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass an der Schnittstelle
(10; 44) bei aufgesetztem Behälter (2; 5) als Mittel zur Energieübertragung (7) ein Stößel (14) mit einem Ring (12) oder ein Ring (12) mit einem Ring (12') in Kontakt tritt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein scherenartiges
Kontaktelement (30) mit einem dornförmigen Gegenkontaktelement (20) in Kontakt tritt.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9 mit einem Gelenk (34) zwischen zwei Schenkeln (32) des Kontaktelements (30), dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenk (34) als Filmscharnier ausgebildet ist.
1 1. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Behälter (2; 5) ein Sensor (43) angeordnet ist, der an den Aktuator (6; 45) ein Signal zum Auslösen der Energieübertragung leitet.
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