WO2016079672A1 - Brühkopf für eine espressokaffeemaschine - Google Patents

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WO2016079672A1
WO2016079672A1 PCT/IB2015/058884 IB2015058884W WO2016079672A1 WO 2016079672 A1 WO2016079672 A1 WO 2016079672A1 IB 2015058884 W IB2015058884 W IB 2015058884W WO 2016079672 A1 WO2016079672 A1 WO 2016079672A1
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WO
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Prior art keywords
brewing head
base plate
brewing
water inlet
pressure
Prior art date
Application number
PCT/IB2015/058884
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Martin ZOLLINGER
Original Assignee
Brainaix Swiss Ag
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 Brainaix Swiss Ag filed Critical Brainaix Swiss Ag
Publication of WO2016079672A1 publication Critical patent/WO2016079672A1/de

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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
    • A47J31/0657—Filters or strainers for coffee or tea makers ; Holders therefor for brewing coffee under pressure, e.g. for espresso machines
    • A47J31/0663—Filters or strainers for coffee or tea makers ; Holders therefor for brewing coffee under pressure, e.g. for espresso machines to be used with loose coffee

Definitions

  • the present invention relates to a brewing head for an espresso coffee machine with a connection for direct or indirect connection to a hot water reservoir and with a receptacle for a Siebangohalter. Furthermore, the invention relates to an espresso machine with such a brewing head.
  • Brewing heads are well known from espresso coffee makers and are generally referred to as part of the so-called brewing group.
  • the brewing head is generally a component in the front-side connection or flange of the Siebahalter is hooked with clamped Siemoi with the ground coffee powder, connected or flanged.
  • the rear connection of the brewing head is connected to the rest of the brewing group or indirectly or directly to the hot water reservoir.
  • a heatable device is often used as a hot water reservoir, which can also be referred to as a "boiler”.
  • a brewing head of the prior art which may also be referred to as "body of a brewing group” is known from DE 10 2010 013 066 AI.
  • the brewing group containing the brewing head is a component in known espresso coffee machines, through which the brewing process for the preparation of coffee takes place.
  • hot water from a hot water reservoir, in particular a boiler passed through the brewing group to the provided coffee powder.
  • the brewing group can be regarded as a transition between the hot water reservoir and the coffee powder.
  • a plurality of brewing groups can be connected to a hot water reservoir.
  • a conventional seal is generally used which is usually located at the front port of the brewing head and ensures a pressure-tight connection between the brewing head and the portafilter inserted in the portafilter carrier via the bayonet catch.
  • the coffee quality in an espresso machine is essentially controlled by the operator, namely by adjusting the degree of grinding on the mill provided and by the so-called “tamping", i. when compacting the material to be ground in the filter holder, applied force.
  • the brewing result - aroma and crema - is of unbeatable quality.
  • Many consumers associate optimal coffee quality with this type of espresso machine.
  • this type of training requires skilled employees who master the setting of the degree of grinding and the tamping - otherwise highly fluctuating coffee qualities can be observed.
  • poor results are quickly obtained, such as over-extraction, under-extraction or so-called "channeling".
  • overextraction is understood here and below in the description of the invention that the espresso brewed by means of the espresso machine has no consistent and a very dark crema; that it takes more than 5 seconds for the first drop of espresso to flow out of the filter holder outlet; that the extraction of the espresso is often always drop-shaped without proper continuous flow; and that the extraction time (i.e., the brewing time of the espresso) is longer than 30 seconds.
  • An over-extraction is to be observed if too much or finely ground ground coffee is added to the portafilter and or if the pressure during tamping is too great.
  • sub-extraction is understood here and below as the description of the invention that the espresso brewed by means of the espresso machine has a very thin crema and a yellowish color; that the extraction lasted less than 15 seconds; and that the taste is very flat - the espresso is missing the intense, characteristic coffee flavors. A bottom extraction is observed when too little or too coarse ground coffee is added to the portafilter and or the pressure during tamping is too low.
  • channeling is understood here and in the following to the description of the invention that the water independently its way through the tamped coffee grounds, i. the compacted espresso puck, looking and is not evenly pressed through the present in the portafilter, mechanically compressed coffee powder, especially when the brewing under up to 16 bar standing brewing automatically seeks the path of least resistance through the pressed ground coffee.
  • a "channeling" is often observed when the ground coffee is not optimally prepared, for example, if it is not evenly, too little or too crooked wrong in the portafilter.
  • the water preferably flows along the paths of least resistance through the ground coffee - while it flushes small channels into the espresso puck ("channeling").
  • a brewing group in which with relatively little force a Siebmelhalter can always be positioned in the same position of the bayonet lock, and even with tolerances in relation to the amount of ground coffee.
  • the brewing group described therein consists of a two-part upper brewing head, which has a water inlet pointing into the brewing chamber. This two-piece brewing head consists of an upper and lower part.
  • the upper part of the two-piece brewing head is fixedly connected to the chassis of the espresso machine and includes the water inlet device pointing into the brewing chamber, which essentially consists of a water distribution element, a seal and a sieve - the screen is intended to prevent ground coffee from entering the water distribution element.
  • the seal of this water inlet device seals against the upper inner wall of the portafilter.
  • the lower part of the two-part brewing head has the bayonet lock for receiving the Siebyhalters and is connected to the upper part of so-called "elastically formed fasteners" with each other.
  • the "elastically formed attachment” is preferably spring pins, which allows a vertically displaceable movement of the lower part of the two-part brewing head - based on the upper part of the brewing head. In this vertical downward sliding movement, the seal of the water inlet device slides on the inner surface of the portafilter to the top.
  • a disadvantage of this solution is that the lower part of the two-part brewing head - due to its elastic absorption - together with the inserted Siebyhalter is movable to a certain extent: by the leverage of the Sieblichalters creates a tilting moment between the upper and lower part of the two-piece brewing head.
  • the object of the present invention to provide a brewing head for receiving a Siebyhalters for an espresso machine, in which a subsequent change in the pressure conditions of the tampten coffee powder in a clamped state (ie the tamped coffee is in the filter holder, the portafilter is in Siebyhalter and the Siebyhalter is mechanically connected via the bayonet in the appropriate end position with the brewing head) is substantially minimized compared to the devices of the prior art.
  • the present object of the invention relates to such a solution, in which comparatively strong forces can be exerted on the handle of the filter holder clamped in the bayonet closure of the brewing head without the pressure ratio nisse in the uppermost layer of the compressed ground coffee, which is located in the clamped filter holder and which is spatially limited by the sieve of the water inlet device, change after the clamping operation.
  • a brewing head for an espresso coffee machine wherein the brewing head has a water inlet device and the water inlet device comprises at least one sieve and a seal, wherein the water inlet device has a connection for direct or indirect connection to a hot water reservoir, characterized in that
  • the brewing head has a base plate fixedly connected to the chassis of the espresso machine;
  • the brewing head has a pressure plate which is slidably connected to the base plate of the brewing head; and that
  • the present invention effectively prevents the pressure conditions in the region of the uppermost layer of compacted ground coffee, which is located in the clamped filter holder, and which is spatially limited by the sieve of the water inlet device, change after the clamping operation or during the clamping operation.
  • the base plate can be formed with the device for mechanically receiving the Siebmelhalters one or more parts. Manufacturing technology advantageous is a two-part embodiment, as shown in Figure II.
  • the seal of the water inlet device is inserted in the water inlet device and seals the detachable parts of the brewing chamber, ie it seals the inner wall of the filter holder (which is located in the Siebmelhalter) with the upper part of the water inlet device, which is not part of the brewing group, ie not with comes into contact with the ground coffee.
  • the term "firmly connected” is understood in the entire description of the invention that the corresponding mechanically loaded parts move only insignificantly in the usual operating measures, in particular not more than 1/100 mm.
  • the pressure plate of the brewing head presses with a predefined force against the base plate and the maximum displacement of the pressure plate to the base plate is preferably 7 mm, in particular 5 mm, most preferably 2 mm.
  • the maximum displacement of the printing plate or base plate i. the maximum travel between the two plates, 20% of the maximum filling height of the filter holder or a maximum of 20% of the height of the filter carrier located and compacted in the filter holder amount. According to this embodiment it is prevented that during the clamping operation of the portafilter in the receiving device also an initial oblique insertion, followed by a longer pushing back of the sieve of the water inlet device (increase the distance between the pressure plate and the base plate) lead to an inhomogenization of the tamped coffee grounds.
  • the sieve of the water inlet device and the screen of the portafilter - under pressure conveyed brewing water pushes the displaceable guided water inlet device so strong that it may lead to leaks comes, should the predefined force, ie the contact pressure of the pressure plate against the base plate is higher than the water pressure acting on the surface of the compressed ground coffee.
  • the displacement of pressure plate to the base plate is substantially axially to the axis of rotation of the device for mechanically receiving the Siebyeshalters.
  • axis of rotation of the device for mechanical reception of the portafilter holder is understood to mean the axis which can be found inside the receptacle of the portafilter holder, for example - in the case of the bayonet closure - the rotationally symmetrical axis in the interior of the essentially round bayonet mount.
  • the displacement of printing plate to the base plate is carried by guided, elastic elements. According to this embodiment it is ensured that when not in use Siebmelhalter the pressure plate is always arranged in the same position. This has an advantageous effect on the forces experienced by the Siebmelhalter and thus the surface of the coffee grounds in the filter holder when the Siebmelhalter is introduced into the receiving device.
  • the displacement of the pressure plate to the base plate via a pressure pin which clamps the pressure plate against the base plate for example via a spring.
  • a pressure pin which clamps the pressure plate against the base plate
  • a spring for example via a spring.
  • three pressure pins or three guided elastic elements are used for smooth, non-hooking displacement of pressure plate to the base plate.
  • This is a particularly simple way of elastic displacement of pressure plate to the base plate, ie in the absence of portafilter the pressure plate remains reproducible in a determinable position.
  • this is at least one sleeve, which is arranged between the pressure and the base plate, and through which the corresponding pressure pin is arranged axially displaceable.
  • a sleeve which is arranged between the pressure and the base plate, and through which the corresponding pressure pin is arranged axially displaceable.
  • the water inlet device is essentially formed of a plastic, in particular of POM (polyoxymethylene).
  • POM polyoxymethylene
  • the main body of the water inlet device may be made of plastic.
  • the elements that can be additionally attached to the water inlet device such as e.g. the sieve to prevent the entry of coffee grind in the direction of the boiler (usually made of stainless steel) or the seal, usually made of an elastic, rubber-like material such. EPDM or Viton.
  • a water distribution element is arranged between the water inlet device and the screen, which should effect a distribution of the pressurized brewing water flowing into the brewing chamber as widely as possible.
  • an inflatable seal is used as the seal between the water inlet device and the inside of the portafilter. This ensures that the tightness in the brewing chamber (that between the water inlet device and the portafilter) can be increased after reaching the fixing position of the portafilter in relation to the brewing head, in which it is inflated by means of air, or preferably by water. Particularly preferred for this purpose is the pressure which (hydraulically) is produced after the water pump (usually rotary vane pumps) present in each espresso machine. As a result, the life of the seal is increased due to lower shear forces and facilitates insertion of the portafilter substantially power.
  • the present invention also claims an espresso machine having a brewing head according to one of the aforementioned embodiments.
  • the present invention further relates to the use of a brewing head according to one of the aforementioned embodiments for preventing inhomogeneous, mechanical pressure influences on the surface of the compacted, located in the portafilter coffee grounds during or after the clamping process of Siebyhalters in the designated, connected to the brewing head receiving device ,
  • FIG. 1 shows the front view of a brewing head according to the invention.
  • the water connection leads upwards, as the hot water coming from the boiler is brought under pressure into the brewing chamber.
  • FIG II shows the section with reference to the line A-A of Figure I.
  • Locking ring the device for mechanically receiving the Siebyhalter
  • Siebpfanne Inserted into the device for mechanical reception of the filter holder is the Siebyhalter (here referred to as "Siebpfanne").
  • the actual portafilter is not shown separately in this figure, but is inserted in this "sieve pan”.
  • iston here we refer to the water inlet device into which the water supply line opens at the top.
  • constriction Hydraulically from the inlet of the water supply line, a constriction takes place, which is then guided in a so-called “expansion chamber", then again in a constriction, before it flows through the screen connected to a retaining ring with the water inlet device sieve in the brewing chamber.
  • This type of constriction / expansion / constriction causes a reduction in local pressure differences of the water upon impact of the pressurized water on the surface of the ground coffee.
  • the displacement (bias) of the pressure plate in the direction of the base plate is effected by the three pressure pins, in which at the end of the head a spring is arranged in the direction of pressure plate, so that the pressure plate is pressed by these three springs against the base plate.
  • the pressure pins go through corresponding holes in the pressure plate, which allow a sliding movement of the pressure plate.
  • the pressure pins are mechanically fixed to the base plate, in this case by means of thread.
  • a sleeve through which the pressure pin is guided and which limits the path between the pressure and base plate mechanically.
  • another spring is arranged around the spring, which mechanically limits the minimum distance between the pressure plate and the head of the pressure pin (and thus determines the maximum distance between the pressure and base plate).
  • FIG. III shows the perspective view of the brewing group from FIGS. 1 and 2.

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Abstract

Brühkopf für eine Espressokaffeemaschine, der eine Wassereinlassvorrichtung aufweist, die mindestens ein Sieb und eine Dichtung aufweist, und die Wassereinlassvorrichtung einen Anschluss zur mittelbaren oder unmittelbaren Verbindung mit einem Heißwasserreservoir aufweist, wobei der Brühkopf eine Grundplatte aufweist, die fest mit dem Chassis der Espressomaschine verbunden ist, die Vorrichtung zur mechanischen Aufnahme des Siebträgerhalters fest mit der Grundplatte verbunden ist, der Brühkopf eine Druckplatte aufweist, die verschiebbar mit der Grundplatte des Brühkopfs verbunden ist, und die Wassereinlassvorrichtung an der Druckplatte befestigt ist.

Description

Brühkopf für eine Espressokaffeemaschine
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Brühkopf für eine Espressokaffeemaschine mit einem Anschluss zur mittelbaren oder unmittelbaren Verbindung mit einem Heißwasserreservoir und mit einer Aufnahme für einen Siebträgerhalter. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Espressomaschine mit einem solchen Brühkopf.
Brühköpfe sind aus Espressokaffeemaschinen hinlänglich bekannt und werden im Allgemeinen als Teil der sogenannten Brühgruppe bezeichnet. Der Brühkopf ist allgemeinerweise ein Bauteil, in dessen vorderseitigen Anschluss bzw. Flansch der Siebträgerhalter mit eingeklemmtem Sieträger mit dem gemahlenen Kaffeepulver eingehängt, angeschlossen oder angeflanscht wird. Dazu wird üblicherweise ein zwischen dem vorderseitigen Anschluss des Brühkopfs und dem Siebträgerhalter ausgebildeter Bajonettverschluss verwendet. Der rückseitige Anschluss des Brühkopfs ist mit der restlichen Brühgruppe bzw. mittelbar oder unmittelbar mit dem Heißwasserreservoir verbunden. Dabei wird als Heißwasserreservoir oftmals eine beheizbare Vorrichtung verwendet, welche auch als "Kessel" bezeichnet werden kann.
Ein Beispiel für einen solchen Brühkopf des Standes der Technik, der auch als "Grundkörper einer Brühgruppe" bezeichnet werden kann, ist aus der DE 10 2010 013 066 AI bekannt.
Ebenso ist unter Umständen geläufig, dass das hier und im Folgenden als "Brühkopf" bezeichnete Bauteil auch unmittelbar als "Brühgruppe" bezeichnet wird. Sämtliche denkbaren Abwandlungen in Bezug auf die Bezeichnung dieses oder anderer Bauteile führen jedoch nicht zu einem Abweichen vom Rahmen der vorliegenden Erfindung, wie sie im Folgenden beschrieben wird.
Die den Brühkopf beinhaltende Brühgruppe ist bei bekannten Espressokaffeemaschinen ein Bauteil, durch das der Brühprozess für die Kaffeezubereitung erfolgt. Dabei wird Heißwasser aus einem Heißwasserreservoir, insbesondere einem Kessel, durch die Brühgruppe zu dem bereitgestellten Kaffeepulver geleitet. Insofern kann die Brühgruppe als Übergang zwischen dem Heißwasserreservoir und dem Kaffeepulver aufgefasst werden. Mittels der Brühgruppe kann das Heißwasser in der gewünschten Menge und mit dem gewünschten Wasserdruck oder Wasserdruckverlauf zum Kaffeepulver geführt werden. An ein Heißwasserreservoir können dabei mehrere Brühgruppen angeschlossen sein.
Auch können zwischen dem Heißwasserreservoir und der jeweiligen Brühgruppe noch weitere Vorrichtungen in hydraulischem Zusammenhang stehen, die eine weitere Temperierung zum Ausgleich der Wärmeverluste während des hydraulischen Transports ausgleichen. Solche Systeme sind unter dem Begriff "multi boiler" hinlänglich bekannt.
Zwecks Abdichtung zwischen dem vorderseitigen Anschluss des Brühkopfs und dem Siebträger wird im Allgemeinen eine herkömmliche Dichtung verwendet, die üblicherweise am vorderen Anschluss des Brühkopfs angeordnet ist und eine über den Bajonettverschluss lösbare, druckdichte Verbindung zwischen dem Brühkopf und dem im Siebträgerhalter eingelegten Siebträger gewährleistet.
Ein Problem bei der Verwendung herkömmlicher Dichtungen zwischen dem vorderseitigen Anschluss des Brühkopfs und dem Siebträger ist, dass diese Dichtung vor den Anschlagspunkt des Bajonettverschluss einen so starken mechanischen Widerstand aufbaut, dass der Siebträgerhalter nicht endgültig in der dafür vorgesehenen Position einrastet. Diese Probleme treten dann noch verstärkt auf, wenn etwas zu viel Kaffeemehl in den Siebträger gegeben wird.
Die Kaffeequalität bei einer Espressomaschine (oder auch "Siebträgermaschine") wird im Wesentlichen durch den Bediener gesteuert, nämlich durch die Einstellung des Mahlgrads an der beigestellten Mühle und durch die beim sogenannten "Tampern", d.h. beim Verdichten des Mahlguts im Siebträger, aufgewendete Kraft. Bei optimalen Bedingungen ist das Brühergebnis - Aroma und Crema - von unschlagbarer Qualität. Viele Verbraucher verbinden optimale Kaffeequalität mit dieser Bauart einer Espressomaschine. Allerdings bedarf diese Bauart geschulter Mitarbeiter, die die Einstellung des Mahlgrads und das Tampern beherrschen - ansonsten sind stark schwankende Kaffeequalitäten zu beobachten. Fehlen die speziellen Kenntnisse des Bedieners beim Tampern, kommt es schnell zu schlechten Ergebnissen, wie z.B. der Überextraktion, der Unterextraktion oder auch dem sogenannten "Channelling".
Unter dem Begriff "Überextraktion" wir hier und im Folgenden der Erfindungsbeschreibung verstanden, dass der mittels der Espressomaschine gebrühte Espresso keine konsistente und eine sehr dunkle Crema hat; dass es mehr als 5 Sekunden dauert, bis der erste Tropfen Espresso aus dem Siebträgerauslauf fließt; dass die Extraktion des Espresso oftmals immer tropfenförmig ohne richtigen kontinuierlichen Fluss erfolgt; und dass die Extraktionsdauer (d.h. die Brühzeit des Espresso) länger als 30 Sekunden dauert. Eine Überextraktion ist dann zu beobachten, wenn zu viel oder zu fein gemahlenes Kaffeemehl in den Siebträger gegeben wird und oder der Druck beim Tampern zu groß ist.
Unter dem Begriff "Unterextraktion" wir hier und im Folgenden der Erfindungsbeschreibung verstanden, dass der mittels der Espressomaschine gebrühte Espresso eine sehr dünne Crema und eine gelbliche Farbe hat; dass die Extraktion weniger als 15 Sekunden gedauert hat; und dass der Geschmack sehr flach ist - dem Espresso fehlen die intensiven, charakteristischen Kaffeearomen. Eine Unterextraktion ist dann zu beobachten, wenn zu wenig oder zu grob gemahlenes Kaffeemehl in den Siebträger gegeben wird und oder der Druck beim Tampern zu gering ist.
Unter dem Begriff "Channelling" wird hier und im Folgenden der Erfindungsbeschreibung verstanden, dass sich das Wasser selbstständig seinen Weg durch das getampte Kaffeemehl, d.h. den verdichteten Espressopuck, sucht und dabei nicht gleichmäßig durch das im Siebträger befindliche, mechanisch verdichtete Kaffeemehl gepresst wird, insbesondere wenn sich das beim Brühvorgang unter bis zu 16 bar stehende Brühwasser automatisch den Weg des geringsten Widerstandes durch das gepresste Kaffeemehl sucht. Ein "Channelling" ist oftmals dann zu beobachten, wenn das Kaffeemehl nicht optimal präpariert ist, beispielsweise wenn es nicht gleichmäßig, zu wenig oder auch schief im Siebträger getampt ist. In einem solchen Fall fließt das Wasser bevorzugt entlang den Wegen des geringsten Widerstandes durch das Kaffeemehl - dabei spült es kleine Kanälchen in den Espressopuck ("Channelling" = Kanalbildung). Problematisch beim "Channelling" ist, dass das Wasser das Kaffeepulver wesentlich schneller auslaugt (lokale Überextraktion), während die anderen Bereiche mit höherem Durchflußwiderstand nur unzureichend durchspült und damit extrahiert werden (lokale Unterextraktion). Der resultierende Espresso hat keine schön haselnussbraune Crema; die Crema ist wesentlich dünner; und der Espresso benötigt wesentlich weniger Extraktionszeit, als die optimale Brühzeit von 25 Sekunden.
Um die zuvor beschrieben Probleme, die beim ungeübten Tampern von gemahlenem Kaffeemehl im Siebträger entstehen, zu verhindern, hat es in der Vergangenheit eine Vielzahl von Überlegungen gegeben. Als Lösung dieses Problems ist aus der WO 2012/143806 eine Brühgruppe bekannt, bei der mit vergleichsweise wenig Kraft ein Siebträgerhalter immer in der gleichen Position des Bajonettverschlusses positioniert werden kann, und das auch bei Toleranzen in Bezug auf die eingefüllte Kaffeemehlmenge. Die dort beschriebene Brühgruppe besteht aus einem zweiteiligen oberen Brühkopf, der einen in die Brühkammer weisenden Wassereinlass aufweist. Dieser zweiteilige Brühkopf besteht aus einem oberen und unteren Teil. Der obere Teil des zweiteiligen Brühkopfes ist mit dem Chassis der Espressomaschine fest verbunden und beinhaltet die in die Brühkammer weisende Wassereinlassvorrichtung, die im Wesentlichen aus einem Wasserverteilungselement, einer Dichtung und einem Sieb gebildet ist - das Sieb soll verhindern, dass Kaffeemehl in das Wasserverteilungselement gelangt. Die Dichtung dieser Wassereinlassvorrichtung dichtet gegenüber der oberen Innenwandung des Siebträgers. Der untere Teil des zweiteiligen Brühkopfes weist den Bajonettverschluss zur Aufnahme des Siebträgerhalters auf und ist mit dem oberen Teil über sogenannte "elastisch ausgebildete Befestigungen" mit einander verbunden. Bei der "elastisch ausgebildete Befestigung" handelt es sich bevorzugterweise um Federstifte, die eine vertikal verschiebbare Bewegung des unteren Teils des zweiteiligen Brühkopfes - bezogen auf den oberen Teil des Brühkopfes - erlaubt. Bei dieser vertikalen Verschiebbewegung nach Unten gleitet die Dichtung der Wassereinlassvorrichtung an der Innenoberfläche des Siebträgers nach Oben. Nachteilig an dieser Lösung ist, dass der untere Teil des zweiteiligen Brühkopfes - aufgrund seiner elastischen Aufnahme - zusammen mit dem eingelegten Siebträgerhalter in einem gewissen Maße beweglich ist: durch die Hebelwirkung des Siebträgerhalters entsteht ein Kippmoment zwischen dem oberen und unteren Teil des zweiteiligen Brühkopfes. Dieses Kippmoment verändert nachträglich, d.h. nach dem Tampern, die Druckverhältnisse des verdichteten Kaffeemehls in eingespanntem Zustand, insbesondere im Bereich der Wassereinlassvorrichtung: Wenn beispielsweise auf den Griff des eingespannten Siebträgerhalters (der den eingelegten, mit Kaffeemehl gefüllten Siebträger aufweist) am äußersten Ende eine genau senkrecht wirkende Kraft ausgeübt wird, ist der Druck, der vom Sieb der Wassereinlaßvorrichtung auf die Oberfläche des vorab verdichteten Kaffeemehls ausgeübt wird, in dem äußersten oberen Bereich, an dem der Griff des Siebträgerhalter mit dem Siebträgerhalter mechanisch verbunden ist, am geringsten; der größte Druck ist genau gegenüberliegend am größten, da dort die vertikale mechanische Verschiebung am kleinsten ist.
Des Weiteren wurden halb- oder vollautomatischer Tampervorrichtungen entwickelt, wie sie beispielsweise aus der DE 10 2013 005 597 AI oder von den Produkten unter der Handelsbezeichnung PUQ Press (http://www.puqpress.com/index.html) bekannt sind. Unabhängig von der teilweise sehr komplexen und aufwändigen Ausgestaltung solcher Vorrichtungen lösen solche Vorrichtungen nicht die Probleme, die beim falschen oder schrägen Einlegen bzw. während des Einspannens insbesondere durch nicht fachkundig geschulte Bediener entstehen und zu den zuvor beschriebenen Qualitätsproblemen aufgrund inhomogener Druckverhältnisse in dem verdichteten Kaffeemehl (Espressopuck) während des Brühvorgangs führen.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Bereitstellung eines Brühkopfes zur Aufnahme eines Siebträgerhalters für eine Espressomaschine, bei der eine nachträgliche Veränderung der Druckverhältnisse des getampten Kaffeemehls in eingespanntem Zustand (d.h. das getampte Kaffeemehl ist im Siebträger, der Siebträger ist im Siebträgerhalter und der Siebträgerhalter ist über den Bajonettverschluss in der dafür vorgesehenen Endposition mit dem Brühkopf mechanisch verbunden) wesentlich minimiert wird, verglichen mit den Vorrichtungen des Standes der Technik. Insbesondere betrifft die vorliegende Aufgabe der Erfindung eine solche Lösung, bei der auch vergleichsweise starke Kräfte auf den Griff des im Bajonettverschluss des Brühkopfes eingespannten Siebträgerhalters ausgeübt werden können, ohne dass sich die Druckverhält- nisse im Bereich der obersten Schicht des verdichteten Kaffeemehls, das sich im eingespannten Siebträger befindet und die durch das Sieb der Wassereinlaufvorrichtung räumlich begrenzt wird, nach dem Einspannvorgang ändern.
Die vorliegende Aufgabe wird gelöst durch einen Brühkopf für eine Espressokaffeemaschine, wobei der Brühkopf eine Wassereinlassvorrichtung aufweist und die Wassereinlassvorrichtung mindestens ein Sieb und eine Dichtung aufweist, wobei die Wassereinlassvorrichtung einen Anschluss zur mittelbaren oder unmittelbaren Verbindung mit einem Heißwasserreservoir aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass
• der Brühkopf eine Grundplatte aufweist, die fest mit dem Chassis der Espressomaschine verbunden ist;
• die Vorrichtung zur mechanischen Aufnahme des Siebträgerhalters fest mit der Grundplatte verbunden ist;
• der Brühkopf eine Druckplatte aufweist, die verschiebbar mit der Grundplatte des Brühkopfs verbunden ist; und dass
• die Wassereinlassvorrichtung an der Druckplatte befestigt ist.
Durch diese Anordnung und durch die mechanisch feste Verbindung der Aufnahme des Siebträgerhalters über die Grundplatte des Brühkopfes mit dem Chassis der Espressomaschine wird wirksam verhindert, dass axial, radial oder tangential auf den Griff des Siebträgerhalters in eingespannten Zustand (d.h. der Siebträgerhalter ist mit dem Brühkopf lösbar verbunden, beispielsweise über einen Bajonettverschluss) wirkende Kräfte eine Verschiebung oder ein Kippen des in dem Siebträgerhalter aufgenommenen Siebträgers (in dem sich das verdichtete, d.h. getampte Kaffeemehl befindet), bezogen auf das Sieb der Wassereinlassvorrichtung, verursachen.
Ohne eine mechanische Verschiebung zwischen Siebträger und Sieb der Wassereinlassvorrichtung, respektive ohne ein Kippen oder Verschieben der Oberfläche des im Siebträger befindlichen, verdichteten Kaffeemehls - bezogen auf die Fläche des Siebs der Wassereinlassvorrichtung - ist eine Veränderung in der Verdichtung des Kaffeemehls nach dem oder während des Einspannvorgangs des Siebträgers in die Aufnahmevorrichtung des Brühkopfes ausgeschlossen.
Damit wird erfindungsgemäß wirksam verhindert, dass sich die Druckverhältnisse im Bereich der obersten Schicht des verdichteten Kaffeemehls, das sich im eingespannten Siebträger befindet, und die durch das Sieb der Wassereinlaufvorrichtung räumlich begrenzt wird, nach dem Einspannvorgang oder während des Einspannvorgangs ändern.
Die Grundplatte kann mit der Vorrichtung zur mechanischen Aufnahme des Siebträgerhalters ein- oder mehrteilig ausgebildet sein. Fertigungstechnisch von Vorteil ist eine zweiteilige Ausführungsform, wie sie in Figur II dargestellt ist.
Die Dichtung der Wassereinlassvorrichtung ist in die Wassereinlassvorrichtung eingelegt und dichtet die lösbaren Teile der Brühkammer ab, d.h. sie dichtet die Innenwandung des Siebträgers (der sich im Siebträgerhalter befindet) mit dem oberen Teil der Wassereinlassvorrichtung, der nicht Bestandteil der Brühgruppe ist, d.h. der nicht mit dem Kaffeemehl in Kontakt kommt. Unter dem Begriff "fest verbunden" wird in der gesamten Erfindungsbeschreibung verstanden, dass sich bei den üblichen Bedienmaßnahmen die entsprechenden mechanisch belasteten Teile nur unwesentlich bewegen, insbesondere nicht mehr als 1/100 mm.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung drückt die Druckplatte des Brühkopfs mit einer vordefinierten Kraft gegen die Grundplatte und die maximale Verschiebung von Druckplatte zur Grundplatte beträgt bevorzugterweise 7 mm, insbesondere 5 mm, ganz besonders bevorzugt 2 mm.
Da es eine Vielzahl an Siebträgern gibt, die je nach Verwendungszeck unterschiedliche Durchmesser und unterschiedliche maximale Füllhöhen haben, sollte bevorzugterweise die maximale Verschiebung von Druckplatte oder Grundplatte, d.h. der maximale Federweg zwischen den beiden Platten, 20 % der maximale Füllhöhe des Siebträgers bzw. maximal 20 % der Höhe des im Siebträger befindlichen und verdichteten Kaffeemehls, betragen. Entsprechend dieser Ausführungsform wird verhindert, dass beim Einspannvorgang des Siebträgers in dessen Aufnahmevorrichtung auch ein anfängliches schräges Einsetzen, gefolgt von einem längeren Zurückdrängen des Siebs der Wassereinlaufvorrichtung (Erhöhung des Abstands zwischen Druckplatte und Grundplatte) zu einer Inhomogenisierung des getampten Kaffeemehls führen.
Um zu verhindern, dass während des Brühvorgangs das in die Brühkammer - die aus den Innenseiten des Siebträgers, dem Sieb der Wassereinlassvorrichtung und dem Sieb des Siebträgers gebildet wird - unter Druck geförderte Brühwasser die verschiebbar geführte Wassereinlassvorrichtung so stark zurückdrückt, dass es ggf. zu Undichtigkeiten kommt, sollte die vordefinierte Kraft, d.h. der Anpressdruck der Druckplatte gegen die Grundplatte höher sein, als der auf die Oberfläche des verdichteten Kaffeemehls wirkende Wasserdruck.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform erfolgt die Verschiebung von Druckplatte zur Grundplatte im Wesentlichen axial zur Drehachse der Vorrichtung zur mechanischen Aufnahme des Siebträgerhalters. Unter dem Begriff "Drehachse der Vorrichtung zur mechanischen Aufnahme des Siebträgerhalters" wird die Achse verstanden, die im Inneren der Aufnahme des Siebträgerhalters zu finden ist, beispielsweise - im Falle des Bajonettverschlusses - die rotationssymmetrische Achse im Inneren der im wesentlichen runden Bajonettaufnahme.
Entsprechend einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erfolgt die Verschiebung von Druckplatte zur Grundplatte durch geführte, elastische Elemente. Entsprechend dieser Ausführungsform ist gewährleistet, dass bei nicht eingesetzten Siebträgerhalter die Druckplatte immer in der selben Position angeordnet ist. Dies wirkt sich vorteilshaft auf die Kräfte aus, die der Siebträgerhalter und damit die Oberfläche des im Siebträger befindlichen Kaffeemehls, erfahren, wenn der Siebträgerhalter in dessen Aufnahmevorrichtung eingebracht wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erfolgt die Verschiebung von Druckplatte zur Grundplatte über einen Druckstift, der beispielsweise über eine Feder die Druckplatte gegen die Grundplatte spannt. Ein solcher Spannmechanismus ist der Figur II im Detail zu entnehmen. Bevorzugterweise werden drei Druckstifte oder drei geführte, elastische Elemente zur gleichmäßigen, nicht hakenden Verschiebung von Druckplatte zur Grundplatte verwendet. Dies ist eine besonders einfache Möglichkeit zur elastischen Verschiebung von Druckplatte zur Grundplatte, d.h. bei fehlendem Siebträger verbleibt die Druckplatte reproduzierbar in einer bestimmbaren Position. In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform erfolgt die Begrenzung der Verschiebung auf einen maximalen Verschiebungsweg durch mechanische Begrenzungselemente, insbesondere über mindestens ein Begrenzungselement, das zwischen Druckplatte und Grundplatte angeordnet ist. In einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform handelt es sich hierbei um mindestens eines Hülse, die zwischen der Druck- und der Grundplatte angeordnet ist, und durch die der entsprechende Druckstift axial verschiebbar angeordnet ist. Eine solche Ausführungsform ist in Figur II dargestellt. Auch ist es möglich, den maximalem Abstand zwischen Druck- und Grundplatte durch einfache mechanische Elemente, wie z.B. Hülsen, zu bewirken.
Entsprechend einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Wassereinlassvorrichtung im Wesentlichen aus einem Kunststoff ausgebildet, insbesondere aus POM (Polyoxymethylen). Diese erfindungsgemäße Ausführungsform verhindert einen übermäßigen und unerwünschten Wärmtransfer des Brühwassers auf die Umgebung. Entsprechend dieser Ausführungsform kann der Grundkörper der Wassereinlassvorrichtung aus Kunststoff bestehen. Dies ist unabhängig von den Elementen, die zusätzlich an die Wassereinlassvorrichtung angebracht werden können, wie z.B. das Sieb zur Verhinderung des Kaffeemehleintrags in Richtung Kessel (meistens aus Edelstahl) oder die Dichtung, meistens aus einem elastischen, gummiartigen Material wie z.B. EPDM oder Viton. Üblicherweise wird zwischen der Wassereinlassvorrichtung und dem Sieb noch ein Wasserverteilungselement angeordnet, welches ein möglichst flächige Verteilung des unter Druck stehenden, in die Brühkammer einströmenden Brühwassers bewirken soll.
Entsprechend einer ganz besonders bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung wird als Dichtung zwischen Wassereinlassvorrichtung und der Innenseite des Siebträgers eine aufblasbare Dichtung eingesetzt. Hierdurch wird erreicht, dass die Dichtigkeit in der Brühkammer (also die zwischen der Wassereinlassvorrichtung und dem Siebträger) nach Erreichen der Fixierposition des Siebträgers in Bezug auf den Brühkopf erhöht werden kann, in dem sie mittels Luft, oder bevorzugterweise durch Wasser, aufgeblasen wird. Besonders bevorzugt eignet sich dazu der Druck, der (hydraulisch gesehen) nach der - in jeder Espressomaschine vorhandenen - Wasserpumpe (meistens Drehschieberpumpen), erzeugt wird. Hierdurch wird die Lebensdauer der Dichtung aufgrund geringerer Scherkräfte erhöht und ein Einsetzen des Siebträgers kraftmäßig wesentlich erleichtert.
Die vorliegende Erfindung beansprucht ebenfalls eine Espressomaschine, die einen Brühkopf nach einem der zuvor genannten Ausführungsformen aufweist.
Die vorliegende Erfindung betrifft des Weiteren die Verwendung eines Brühkopfs nach einem der zuvor genannten Ausführungsformen zur Verhinderung von inhomogen, mechanischen Druckeinflüssen auf die Oberfläche des verdichteten, im Siebträger befindliche Kaffeemehls während oder nach dem Einspannvorgang des Siebträgerhalters in die dafür vorgesehene, mit dem Brühkopf verbundene Aufnahmevorrichtung.
Die folgenden Abbildungen dienen der Erläuterung der Erfindung, ohne diese in irgendeiner Weise einzuschränken: Figur I zeigt die Frontansicht eines erfindungsgemäßen Brühkopfs. Nach oben hinausgeführt ist der Wasseranschluss, durch denn das aus dem Boiler kommende Heißwasser unter Druck in die Brühkammer gebracht wird.
Figur II zeigt den Schnitt anhand der Linie A-A aus Figur I. Gut zu erkennen ist die zweiteilige Ausführung der Vorrichtung zur mechanischen Aufnahme des Siebträgerhalters (hier als "Feststellring" bezeichnet) mit der Grundplatte über eine Zylinderschraube. In die Vorrichtung zur mechanischen Aufnahme des Siebträgerhalters eingebracht ist der Siebträgerhalter (hier als "Siebpfanne" bezeichnet). Der eigentliche Siebträger ist in dieser Figur nicht separat eingezeichnet, wird jedoch in dieser "Siebpfanne" eingelegt. Als "Kolben" wir hier die Wassereinlassvorrichtung bezeichnet, in die die Wasserzuführleitung am oberen Ende mündet. Hydraulisch von Eingang der Wasserzuführleitung findet eine Verengung statt, die dann in einer sogenannte "Expansionskammer" geführt wird, danach wiederum in einer Verengung mündet, bevor sie durch das mit einem Haltering mit der Wassereinlassvorrichtung verbundenen Sieb in der Brühkammer mündet. Diese Art der Verengung/Expansion/Verengung bewirkt eine Verringerung von lokalen Druckunterschiede des Wassers beim Auftreffen des unter Druck stehenden Wassers auf die Oberfläche des Kaffeemehls.
Des Weiteren gut in Figur II zu erkennen ist die Art der Verschiebung, die Erzeugung der Vorspannung der Grundplatte sowie die zweiseitige mechanische Begrenzung von Druckplatte zur Grundplatte. Die Verschiebung (Vorspannung) der Druckplatte in Richtung Grundplatte wird durch die drei Druckstifte bewirkt, bei denen am Ende des Kopfs eine Feder in Richtung Druckplatte angeordnet ist, so dass die Druckplatte über diese drei Federn gegen die Grundplatte gepresst wird. Die Druckstifte gehen durch entsprechende Bohrungen in der Druckplatte, die eine verschiebbare Bewegung der Druckplatte ermöglichen. Die Druckstifte sind mechanisch fest mit der Grundplatte verbunden, in diesem Fall mittels Gewinde. Zur Begrenzung des maximalen Verschiebewegs der Druckplatte in Richtung Grundplatte (d.h. minimalster Abstand zwischen Druck- und Grundplatte) ist eine Hülse zu erkennen, durch die der Druckstift geführt ist und die den Weg zwischen Druck- und Grundplatte mechanisch begrenzt. Zur Begrenzung des Wegs der Druckplatte nach oben ist um die Feder noch eine weitere Buchse angeordnet, die mechanisch den minimalsten Abstand zwischen Druckplatte und Kopf des Druckstiftes (und damit den maximalen Weg zwischen Druck- und Grundplatte bestimmt) begrenzt.
Im Detail Z ist noch ein Ausschnitt betreffend die die Dichtung zwischen der Wassereinlassvorrichtung und der Innenwandung des Siebträgers zu erkennen. Durch die verschiebbare Bewegung der Druckplatte wird die Dichtung an der Innenwandung des Siebträger entsprechend auf- oder abbewegt.
Figur III zeigt die perspektivische Darstellung der Brühgruppe aus den Figuren I und II.

Claims

Patentansprüche
Brühkopf für eine Espressokaffeemaschine, wobei der Brühkopf eine Wassereinlassvorrichtung aufweist und die Wassereinlassvorrichtung mindestens ein Sieb und eine Dichtung aufweist, wobei die Wassereinlassvorrichtung einen Anschluss zur mittelbaren oder unmittelbaren Verbindung mit einem Heißwasserreservoir aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass
I. der Brühkopf eine Grundplatte aufweist, die fest mit dem Chassis der Espressomaschine verbunden ist;
II. die Vorrichtung zur mechanischen Aufnahme des Siebträgerhalters fest mit der Grundplatte verbunden ist;
III. der Brühkopf eine Druckplatte aufweist, die verschiebbar mit der Grundplatte des Brühkopfs verbunden ist; und dass
IV. die Wassereinlassvorrichtung an der Druckplatte befestigt ist.
Brühkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Druckplatte des Brühkopfs mit einer vordefinierten Kraft gegen die Grundplatte drückt und dass die maximale Verschiebung von Druckplatte zur Grundplatte 7 mm, insbesondere 5 mm, ganz besonders bevorzugt 2 mm, beträgt.
Brühkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebung von Druckplatte zur Grundplatte im Wesentlichen axial zur Drehachse der Vorrichtung zur mechanischen Aufnahme des Siebträgerhalters erfolgt.
Brühkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebung von Druckplatte zur Grundplatte durch geführte, elastische Elemente erfolgt.
Brühkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebung von Druckplatte zur Grundplatte über einen Druckstift erfolgt, der beispielsweise über eine Feder die Druckplatte gegen die Grundplatte spannt.
Brühkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die maximale Verschiebung durch mechanische Begrenzungselemente erfolgt, insbesondere über mindestens ein Begrenzungselement, das zwischen Druckplatte und Grundplatte angeordnet ist. Brühkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wassereinlassvorrichtung Wesentlichen aus einem Kunststoff, insbesondere aus POM (Polyoxymethylen), besteht.
Brühkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung eine aufblasba Dichtung ist.
9) Espressomaschine, aufweisend einen Brühkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
10) Verwendung eines Brühkopfs nach einem der Ansprüche 1 bis 8 zur Verhinderung von inhomogen, mechanischen Druckeinflüssen auf die Oberfläche des verdichteten, im Siebträger befindliche Kaffeemehls während oder nach dem Einspannvorgang des Siebträgerhalters in die dafür vorgesehene, mit dem Brühkopf verbundene Aufnahmevorrichtung.
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