WO2022157249A1 - Verteilerventil für eine kaffeemaschine, kaffeemaschine mit einem solchen verteilerventil, und verfahren zum verteilen von medien auf verbrauchsfunktionalitäten einer kaffeemaschine - Google Patents

Verteilerventil für eine kaffeemaschine, kaffeemaschine mit einem solchen verteilerventil, und verfahren zum verteilen von medien auf verbrauchsfunktionalitäten einer kaffeemaschine Download PDF

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WO2022157249A1
WO2022157249A1 PCT/EP2022/051248 EP2022051248W WO2022157249A1 WO 2022157249 A1 WO2022157249 A1 WO 2022157249A1 EP 2022051248 W EP2022051248 W EP 2022051248W WO 2022157249 A1 WO2022157249 A1 WO 2022157249A1
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WO
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valve
slide element
drive motor
valve slide
rotation
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Application number
PCT/EP2022/051248
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English (en)
French (fr)
Inventor
Bernd Buchholz
Armin HENSEL
Original Assignee
Melitta Professional Coffee Solutions GmbH & Co. KG
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K11/00—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves
    • F16K11/02—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit
    • F16K11/08—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only taps or cocks
    • F16K11/085—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only taps or cocks with cylindrical plug
    • 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
    • A47J31/44—Parts or details or accessories of beverage-making apparatus
    • A47J31/46—Dispensing spouts, pumps, drain valves or like liquid transporting devices
    • A47J31/461—Valves, e.g. drain valves

Definitions

  • Distributor valve for a coffee machine coffee machine with such a distributor valve, and method for distributing media to consumption functionalities of a coffee machine
  • the invention relates to a distributor valve for a coffee machine according to the preamble of claim 1.
  • the invention also relates to a coffee machine with such a distribution valve and to a method for distributing media to consumption functionalities of a coffee machine.
  • Consumption functionalities are understood to mean, for example, heaters, coolers, milk cleaners, rinsers, air mixers, steam lances and the like.
  • the media to be distributed are, for example, water, air, steam and/or milk and the like.
  • DE 10 2006 024 272 A1 describes a shut-off and distributor valve in a hot drinks machine, with a housing and motor-driven rotors.
  • the rotors are disc-like with slot-like recesses that cooperate with passageways in stators to distribute hot water to various outlets.
  • EP 1 106 126 B1 specifies an espresso coffee machine with a distributor which has an arrangement of disks arranged one above the other for a selective passage of water from a delivery channel into a receiving channel.
  • One of the discs is rotatably driven by an electric motor.
  • the object of the invention is to further develop media distribution in a coffee machine in such a functionally advantageous manner that space and costs can be saved while the quality remains the same or is even higher.
  • the invention solves this problem with a distribution valve having the features of claim 1 , a coffee machine having the features of claim 19 and a method having the features of claim 21 .
  • the valve slide element In its interior, has at least one input channel which is connected to the at least one input connection and which is connected to at least one output channel.
  • a coffee machine according to the invention in particular a fully automatic coffee machine, is equipped with the distributor valve described.
  • a method for distributing media to consumption functionalities of a coffee machine comprises the method steps VS1 providing a distribution valve with a housing and with a valve slide element mounted rotatably therein and selecting at least one delivery connection of the distribution valve, which is connected to a desired consumption functionality of the coffee machine; VS2 rotation of the valve slide element of the distribution valve about an axis of rotation into a delivery position, which belongs to the selected delivery connection, with at least one axial input channel of the valve slide element for at least one medium to be distributed from an associated gene medium source is connected via a radial output channel of the valve spool element with the selected discharge port; and VS3 distributing the at least one medium from an associated media source to the at least one selected delivery connection with the consumption functionality of the coffee machine connected to it.
  • the valve slide element can be a slide that can be adjusted in its longitudinal direction. But it can also be a rotary slide whose positions can be adjusted by turning. A combination of twisting and longitudinal displacement is also conceivable in order to approach a large number of delivery positions.
  • the distributor valve has at least four delivery connections, each of the at least four delivery connections being connected to the at least one output channel of the valve slide element in a respective delivery position of the valve slide element.
  • valve slide element is designed as a cylindrical rotary slide and is rotatably mounted in the housing, with the respective delivery position of the valve slide element being an angular position of the valve slide element.
  • This design is advantageously easy to manufacture and only takes up a small amount of installation space.
  • a cylindrical piston as a valve slide element also has other advantages in conjunction with a bearing in the housing.
  • the at least one input channel is arranged centrally in the valve slide element as an axial input channel, and that the at least one output channel is a radial output channel which opens out in an opening on the circumference of the valve slide element in its lateral surface, since production designed relatively simply.
  • the valve slide element has at least two axial input channels and at least two radial output channels, a first axial input channel being connected to a first input port and a second axial input channel being connected to a second input port. In this way, two different media can advantageously be distributed simultaneously without being mixed with one another in the distribution valve.
  • the two axial inlet channels can each be formed into the valve slide from one end face thereof without being connected to one another.
  • This embodiment offers an advantageously simple sealing of the valve slide element in relation to the housing with sealing elements which are designed as radial shaft seals.
  • sealing elements are available on the market at low cost in many dimensions as seals that have been tried and tested over many years and are made of different materials with high quality.
  • a further embodiment provides that the at least four delivery connections are distributed on the circumference of the housing at angular distances with an angle a or are divided into at least two rows which run parallel to a longitudinal axis of the housing, and are distributed on the circumference of the housing at angular distances with an angle a are arranged.
  • the at least four delivery connections are regularly distributed on the circumference of the housing at equal angular distances with an angle a or divided into at least two rows that run parallel to a longitudinal axis of the housing, and on the circumference of the housing regularly with the same Angular distances are distributed at an angle a.
  • the valve slide element is driven by a drive motor and is coupled to an angle sensor, which detects the angular position of the valve slide element.
  • the angle sensor can be part of the drive motor if it is a stepping motor, for example.
  • the angle sensor can be a separate component that, for example, is in engagement with the drive element as a gear wheel.
  • other couplings such as non-contact sensors (Hall sensors) are also possible.
  • the separate angle sensor can also increase an adjustment accuracy as an additional component if this is required for certain applications.
  • Another embodiment offers the advantage that all delivery connections and also the opening(s) of the radial outlet channel(s) are closed when the distributor valve has at least one intermediate position in which all delivery connections and the at least one outlet channel are closed.
  • Yet another embodiment provides that a series valve is connected upstream of the at least one input connection of the distribution valve. This makes it possible, for example, to distribute the medium/media at a specific point in time after the valve element has assumed the release position.
  • the distributor valve also has at least one further delivery port and at least one intermediate space, the at least one intermediate space being introduced as a recess in a lateral surface of the valve slide element, and the at least one further delivery port in a respective delivery position of the valve slide element having the at least an intermediate space of the valve spool element is connected.
  • a further embodiment provides that the distributor valve has at least one further intermediate space, the at least one further intermediate space being introduced as a recess in an inner wall of a through bore of the housing in which the valve slide element is arranged, the at least one further delivery connection being connected to the at least is connected to a further intermediate space, and wherein the at least one further intermediate space of the inner wall of the through bore of the housing is connected to the at least one intermediate space of the valve slide element in a respective release position of the valve slide element.
  • the at least one further delivery connection and the intermediate spaces can be used for flushing and cleaning.
  • At least two distribution valves can be arranged in parallel in another embodiment.
  • the valve slide element in method step VS2, can be rotated without pressure if an upstream valve of the medium to be distributed is closed. This results in advantageously low torques for adjusting the valve slide element. In addition, sealing of the valve slide element is improved.
  • valve slide element is driven by a drive motor, with an angular position of the valve slide element for the delivery position being detected by means of an angle sensor. In this way, the angular position can be detected simultaneously.
  • the distributor valve has a drive unit with a drive motor, a gearbox, an actuating mechanism and a control unit, and at least one upstream valve as a mechanically actuated valve without an electrical or electromagnetic drive, the valve slide element and the at least one Series valve can be actuated depending on a direction of rotation of the drive motor. This is advantageous since an electric or electromagnetic valve can be saved.
  • the drive motor can be switched from a first direction of rotation to a second direction of rotation, which is the opposite of the first direction of rotation, and back again by means of the control unit, with the transmission comprising a shifting device, a driven wheel and a ratchet wheel, with the drive motor being coupled to the shifting device , which transmits the rotational movement of the drive motor, depending on its direction of rotation, either to the driven wheel, which is coupled to the drive element of the valve slide element, or to the ratchet wheel, which actuates the pilot valve via the actuating mechanism.
  • a particular advantage here is that only by reversing the direction of rotation of the existing drive motor is its functionality extended in this application.
  • the drive motor can be switched from a first direction of rotation to a second direction of rotation, which is opposite to the first direction of rotation, and back again by means of the control unit, the transmission comprising a switching device, a driven wheel and a ratchet wheel, wherein the drive motor is coupled to the switching device which transfers the rotational movement of the drive motor, depending on its direction of rotation, only in one of the directions of rotation of the drive motor to the output wheel, which is connected to the drive element of the valve spool element is coupled, transmits.
  • the ratchet wheel is non-rotatably connected to the motor shaft of the drive motor and has at least two diametrically arranged gradients or ramps on the front side, which interact with corresponding ramps of a counter-coupling piece and cause an axial stroke of the clutch counter-piece in the other direction of rotation of the drive motor caused to actuate the pilot valve.
  • a number of components can advantageously be reduced.
  • the switching device has at least one freewheel, at least one centrifugal switch and/or an indexing gear with or without a link guide, since these are inexpensive, high-quality components.
  • a further embodiment of the method provides that in method step VS3 the closed series valve is only opened when the at least one axial input channel for the medium to be distributed is connected to the selected discharge port via the radial output channel, since this provides a sealing effect and reliability of distribution can be increased.
  • valve slide element of the distributor valve is rotated about an axis of rotation into a delivery position which belongs to at least one further delivery port, with at least one intermediate space of the valve slide element being connected to the at least one further delivery port as a recess in a lateral surface of the valve slide element.
  • the function of the distributor valve can advantageously be expanded.
  • Yet another embodiment of the method provides for the valve slide element of the distributor valve to be rotated about an axis of rotation into a delivery position which belongs to the at least one additional delivery connection, with at least one additional intermediate space being a recess in an inner wall of a through bore of the housing in which the valve spool element is molded in, to which at least one further delivery port is connected, and wherein the at least one further space is connected to the at least one space of the valve spool element.
  • valve slide element of the distribution valve and an upstream valve are actuated as a mechanically actuatable valve without an electrical or electromagnetic drive by one drive motor depending on the direction of rotation of the drive motor. This results in the advantage of simple control and less wiring effort.
  • the valve slide element is rotated from an initial position into a desired delivery position by the drive motor when the drive motor is switched on in its first direction of rotation, with a switching device which is coupled to the drive motor recognizing the direction of rotation mechanically, e.g. by means of a freewheel, and the rotational movement of the drive motor switches to an output wheel which is coupled to the valve slide element, the drive motor being stopped when the desired delivery position has been assumed by the valve slide element, the drive motor then being switched on in the other, second direction of rotation, which is opposite to the first direction of rotation , And the switching device recognizes this and now transmits the rotational movement to a ratchet wheel, the ratchet wheel rotated by a certain angle of rotation into a switching position in which the ratchet wheel opens the pilot valve by means of a switching mechanism, where at which the drive motor is stopped, and wherein the drive motor is switched on again in the second direction of rotation when the desired quantity of medium has been delivered through the pilot valve via the valve spool element to a connected delivery port,
  • the ratchet wheel is non-rotatably connected to the motor shaft of the drive motor and has at least two diametrically arranged gradients or ramps on the front side, which interact with corresponding ramps of a counter-coupling piece and in the other of the directions of rotation of the drive motor an axial stroke of the clutch counter-piece effect, which causes the clutch counterpart) to actuate the pilot valve.
  • Figure 1 -2 schematic side views of an embodiment of a distributor valve according to the invention
  • FIG. 3 a schematic radial sectional view of the exemplary embodiment according to line III-III according to FIG. 2;
  • FIG. 4 a schematic end view of the exemplary embodiment according to FIGS. 1-2;
  • FIG. 7 shows the schematic radial sectional view according to FIG. 3 with positions of the distribution valve
  • FIG. 8 a schematic flow diagram of an exemplary embodiment of a method according to the invention.
  • FIG. 9 shows a schematic view of the exemplary embodiment according to FIG. 5 with a drive unit
  • Figures 10-11 are schematic views of a variation of the drive unit of Figure 9.
  • 1 and 2 show schematic side views of an exemplary embodiment of a distribution valve 1 according to the invention with a view of different discharge connection areas C.
  • FIG. 3 shows a schematic radial sectional view of the exemplary embodiment along line III-III of FIG.
  • Fig. 4 shows a schematic end view of the embodiment of Fig. 1 -2.
  • Fig. 5 and 6 represent axial sectional views of the embodiment according to line V, VI - V, VI of Fig. 4.
  • the distribution valve 1 has the function of distributing at least two media from associated sources to different consumption functionalities in coffee machines.
  • the media can be water, air, steam and/or milk.
  • the consumption functionalities are to be understood, for example, as heaters, coolers, milk cleaners, rinsers, air mixers, steam lances and the like.
  • the distributor valve 1 comprises a housing 2 with a rotation axis 2a, a valve spool element 3, a drive element 4 and discharge ports 5, 5a.
  • the valve unit 1 has a first input side A, a second input side B and the discharge port areas C.
  • the media are fed to the distributor valve 1 via the input sides A, B.
  • the consumer functionalities are connected to delivery connections 5 of the delivery connection areas C. This is described in more detail below.
  • the housing 2 has a first end face 2b on the first input side A and a second end face 2c on the second input side B.
  • the housing 2 is a circular cylinder with an outer lateral surface which has the discharge connection areas C.
  • the output connection areas C are divided here into six output connection rows C1, C2, C3, C4, C5, C6 and in four output connection levels D1, D2, DA, DB.
  • the output terminal rows C1 to C6 extend in series in the longitudinal direction parallel to the axis of rotation 2a and are arranged on the circumference of the outer lateral surface of the housing 2 in the example shown distributed regularly at equal angular intervals with an angle ⁇ .
  • the angle a is 60°. It is of course also possible for the rows of delivery connections C1 to C6 and/or the delivery connections 5, 5a to be arranged at different angular distances.
  • the output connection rows C1 to C6 are divided into four parallel output connection levels D1, D2, DA, DB in the axial direction of the axis of rotation 2a.
  • FIG. 3 shows a section in the output connection plane D2.
  • valve slide element 3 is designed as a so-called cylindrical rotary slide with a circular cross section.
  • the valve slide element 3 is also referred to as a valve shaft, valve piston or rotary piston.
  • valve slide element 3 in the form of a valve piston or valve shaft can have the functions of a slide in combination with a rotary slide.
  • the valve slide element 3 can perform rotational and longitudinal movements in order to assume predetermined valve positions.
  • valve slide element 3 can be arranged as a slide so that it can only move longitudinally in the direction of the axis of rotation 2a.
  • valve slide element 3 as a rotary slide
  • valve slide element 3 is arranged in bearings 6 and 7 in the through bore 2d of the housing 2 coaxially to the axis of rotation 2a such that it can be rotated about the latter.
  • the first bearing 6 is arranged with its outer ring in a receptacle in the first end face 2b of the housing 2 (see FIGS. 5, 6).
  • the outer ring of the second bearing 7 is accommodated in the second end face 2c of the housing 2 .
  • the inner rings of the bearings 6, 7 are each arranged on a bearing section 3f of the valve slide element 3.
  • the bearings 6, 7 are designed here as deep groove ball bearings.
  • Each bearing 6, 7 is followed by a sealing element 8, 9 towards the interior of the housing 2 (see FIGS. 5, 6).
  • the sealing elements 8, 9 are preferably PTFE molded seals with spring-loaded sealing lips designed as radial shaft sealing rings and are inserted with their fastening sections or outer casings in the housing 2, with their sealing lips each being in contact with a sealing section 3g of the valve slide element 3. These two sealing elements 8, 9 seal the interior of the through hole 2d of the housing 2 located between them from the outside.
  • a first end section 3a of the valve slide element 3 protrudes axially from the first end face 2a of the housing 2 on the first inlet side A of the distributor valve 1 .
  • a second end section 3b opposite the first end section 3a is located on the second inlet side B of the distributor valve 1.
  • the drive element 4 is arranged on the protruding end section 3a of the valve slide element 3 .
  • the drive element 4 is a gear here, non-rotatably connected to the valve slide element 3 and forms part of a transmission 19.
  • This transmission 19 is a gear transmission here and has the drive element 4 as the output wheel and a motor pinion 20a of a drive motor 20 on the drive wheel.
  • the gear 19 is shown here only as an example and can of course also be constructed differently.
  • the drive motor 20 can be a stepping motor with an angle sensor for the angle of rotation of the valve slide element 1 .
  • a separate angle sensor alone or in addition, is also possible, which interacts with the drive element 4 or directly with the valve slide element 3, for example.
  • the drive motor 20 and thus the distribution valve 1 are controlled via a control device (not shown), which can also be part of a control system for the coffee machine to which the distribution valve 1 is assigned.
  • the angle of the valve element 3 is detected via an angle sensor integrated in the drive motor 20 and/or via the separate angle sensor specified above, which is connected to the control device.
  • the first securing element 3c is supported on the housing 2 via the gear wheel (drive element 4) and the first bearing 6 (see FIGS. 5, 6).
  • the second securing element 3d is in contact with the housing 2 via the second bearing 7.
  • the securing elements 3c, 3d are shaft circlips.
  • the valve slide element 3 has a first and a second inner axial input channel 11 and 14 here.
  • the first axial input channel 11 opens with its outer end into a first input connection l O in the first end section 3a of the valve slide element 3 in the first input side A.
  • the first axial input channel 11 extends inside the valve slide element 3 axially centrally along the axis of rotation 2a to a middle area and opens at a second end into a first radial outlet channel 12.
  • the first radial outlet channel 12 extends essentially at right angles to the first axial inlet channel 11 and runs in the radial direction up to a lateral surface 3e of the valve slide element 3, where the first radial outlet channel 12 opens into an opening 12a (see Fig. 5).
  • the axial input channels 11 , 14 are preferably arranged coaxially to the axis of rotation 2a inside the valve slide element 3 .
  • valve spool element 3 is provided with the second inner axial input port 14 .
  • the second axial input channel 14 opens with its outer end into a second input connection 13 in the second end section 3b of the valve slide element 3 in the second input side B.
  • the second axial input channel 13 extends inside the valve slide element 3 axially centrally along the axis of rotation 2a in the opposite direction to the first axial input channel 11 and opens with its second end into a second radial output channel 15.
  • the second radial output channel 15 extends essentially at right angles to the second axial input channel 13 and runs in the radial direction up to the lateral surface 3e of the valve slide element 3, where the second radial output channel 15 opens into an opening 15a (see Fig. 3 and Fig. 5).
  • the two radial outlet channels 12 and 15 run parallel in this example. However, they can also be arranged rotated by a specific angle with respect to one another about the axis of rotation 2a. In addition, two or more radial outlet channels 12 , 15 can also be provided for each axial inlet channel 11 , 14 .
  • non-designated sealing rings are arranged, which provide a seal in the respective input port 10, 13 cause the supply line used. This enables simple and quick assembly by simply pushing in the respective supply line.
  • valve slide element 3 which can be rotated about the axis of rotation 2a, can assume different delivery positions in which the radial outlet channels 12, 15 are connected to the outlet connections 5 or are not connected to the outlet connections 5.
  • Each discharge port 5 is provided with a valve portion 5b having a valve hole 5c.
  • the valve openings 5c can have different diameters depending on the respective connected consumption functionality.
  • Each valve section 5b is provided with a concave sealing surface 5d, the radius of which corresponds to the outer radius of the valve slide element 3.
  • the sealing surface 5d or also the entire valve section 5b are made of a material, e.g. PTFE, which causes an adequate seal with the correspondingly designed lateral surface 3e of the valve slide element 3. This is shown in Figures 3, 5, 6.
  • a seal e.g. an O-ring, is inserted in the valve section 5b, which seal enables a discharge connecting line inserted into the discharge port 5 to be sealed.
  • a simple installation of a respective delivery connection line can be achieved in this way.
  • FIG. 7 shows the schematic radial sectional view according to FIG. 3 with positions of the valve slide element 3 of the distribution valve 1 in the connection plane D2.
  • the distributor valve 1 has six delivery positions of the valve slide element 3 for distribution, in which a connection is established between the axial input channels 11, 14 via the respective radial output channels 12, 15, each with a delivery port 5.
  • These six delivery positions of the valve slide element 3 correspond to the positions of the delivery connection rows C1 to C6, which are arranged on the circumference of the housing 2 of the distributor valve 1 offset by the angle a (here 60°) around the axis of rotation 2a.
  • the delivery positions are therefore also linked here with the reference symbols C1 to C6.
  • the delivery positions can also be referred to as angular positions. In the delivery position C5 shown in FIG.
  • the associated delivery connection 5 (C5) is connected to the second radial outlet channel 15 and the second axial inlet channel 14 in the delivery connection plane D2.
  • the further associated delivery port is connected to the first radial output channel 12 and the first axial input channel 11 in the delivery port plane D1.
  • the valve openings 5c of the other outlet connections 5 are closed by the lateral surface 3e of the valve slide element 3.
  • intermediate positions CZ of the valve slide element 3 are possible, in which the openings 12a, 15a of the radial outlet channels 12, 15 are closed by the inner wall of the through bore 2d.
  • the valve openings 5c of all outlet connections 5 are closed by the lateral surface 3e of the valve slide element 3.
  • These intermediate positions CZ are each at an angle of ⁇ /2 (here 30°) with respect to each delivery position C1 to C6. Only two intermediate positions CZ are shown here as an example.
  • six switching states i.e. the six delivery positions C1 to C6, can be represented.
  • the intermediate positions CZ are also possible.
  • the first input port is connected in series with a first media source 22 via a first pilot valve 21 .
  • the second input connection 13 is connected in series via a second upstream valve 23 to a second media source 24 .
  • the upstream valves 21, 23 are, for example, 2/2-way valves and, in the illustration in FIG. 5, are closed in the non-actuated state. In such a configuration, the adjustment of the distributor valve 1, ie the rotation of the valve slide element 3, can take place without pressure. Only when the delivery position C1 to C6 is assumed are the pilot valves 21, 23 activated and then the axial input channels 11, 14, radial output channels 12, 15 and thus the set output connections 5 and the associated ones Consumption functionalities with the media from the media sources 22, 24 applied.
  • the upstream valves 21, 23 in the illustration according to FIG. 6 are open in the non-actuated state.
  • the valve slide element 3 is adjusted under the pressure of the media.
  • the discharge ports 5a in the discharge port planes DA and DB are connected via clearances 16, 17, 18 when the valve spool element 3 is in a specific discharge position as shown in Fig. 5, for example.
  • the consumption functionalities and/or functional units connected to the delivery connections 5a can use these intermediate spaces as relief.
  • the discharge ports 5a can also be used as flushable drain ports.
  • a first space 16 and a second space 17 are formed in the valve spool element 3.
  • the first and second intermediate space 16, 17 form recesses in the lateral surface 3e of the valve slide element 3. More than the two intermediate spaces 16, 17 shown can be provided.
  • the first and the second intermediate space 16, 17 or other, further intermediate spaces, not shown, can also be connected to one another in the valve slide element 3 via channels, not shown, in the valve slide element 3.
  • a third space 18 is formed in the inner wall of the through hole 2d of the housing 2 and communicates with one or more of the discharge ports 5a. It is also possible for a plurality of third intermediate spaces to be introduced into the through hole 2d of the housing 2. These are not shown but are easy to imagine.
  • the first intermediate space 16 in the valve slide element 3 is connected to the third intermediate space 18 in the inner wall of the through bore 2d of the housing 2.
  • a hydraulic seal of a brewing group can be subjected to water pressure and then relieved again via the spaces 16, 17, 18.
  • a brewing chamber of the brewing group can be connected to the drain line of a coffee machine via the intermediate spaces 16, 17, 18 during the squeezing phase of the coffee residue.
  • the squeezed out residual water of the Tres- ters is then passed on here, for example, via the intermediate space 17 to the discharge line via a connecting line connected to the associated discharge connection 5a.
  • the intermediate space 16, 17, 18 between the valve slide element 3 and the housing 2 can be rinsed with water in order to remove particle residues from the squeezed out marc described above.
  • the intermediate space 16, 17, 18 can be fed with flushing water by the distributor valve 1 itself by moving to a dispensing position provided for this purpose and by connecting one of the dispensing ports 5 to a dispensing port 5a via a line.
  • Unused delivery connections 5, 5a can each be closed from the outside with a pressure-tight plug.
  • media from the two media sources 22, 24 are distributed simultaneously to different consumption functionalities of a coffee machine by means of the distributor valve 1. These two media can be different, but also the same media.
  • valve slide element 3 has only one axial input channel 11 or 14 which is connected to one, two or more radial output channels 12, 15.
  • connection outlets 5 are possible in principle.
  • FIG. 8 shows a schematic flow diagram of an exemplary embodiment of a method according to the invention for distributing media to consumption functionalities of a coffee machine.
  • a distributor valve 1 with a housing 2 and a valve slide element 3 rotatably mounted therein is provided and at least one delivery connection 5 of the distributor valve 1 is selected, which is connected to the desired consumption functionality of the coffee machine.
  • the valve slide element 3 of the distributor valve 1 is rotated about an axis of rotation 2a into a delivery position C1 to C6, which belongs to the selected delivery port 5, with an axial inlet channel 11, 14 for a medium to be distributed via a radial outlet channel 12 , 15 is connected to the selected delivery port 5 .
  • the medium is distributed from an associated media source 22, 23 to the at least one selected delivery connection 5 with the consumption functionality of the coffee machine connected to it.
  • the valve slide element 3 is rotated without pressure when the upstream valve 21, 23 of the medium to be distributed is closed.
  • the upstream valve can be open, but the valve slide element 3 is rotated under pressure.
  • the valve slide element 3 is driven by a drive motor 20, with an angular position of the valve slide element 3 for the delivery position C1 to C6 being detected by means of an angle sensor.
  • the closed series valve 21 , 23 is only opened when the axial inlet channel 11 , 14 for the medium to be distributed is connected to the selected discharge port 5 via the radial outlet channel 12 , 15 .
  • At least two different media can also be distributed at the same time.
  • two or more distribution valves 1 connected in parallel can be provided in method step VS 1 .
  • FIG. 9 shows a schematic view of the exemplary embodiment according to FIG. 5 in a variant with a drive unit 100 .
  • the drive unit 100 comprises the drive motor 20, a transmission 19' and an actuating mechanism 28.
  • a control unit 101 is assigned to the drive unit 100.
  • the control unit 101 can be attached to the drive unit 100 or arranged in an associated coffee machine.
  • the drive motor 20 of the drive unit 100 is connected to the control unit 101 .
  • a direction of rotation DR of the drive motor 20 about its motor axis 20b can be switched from a first direction of rotation DR1 to a second direction of rotation DR2 and back again by means of the control unit 101 .
  • the drive motor 20 can be a DC motor or an AC motor.
  • the drive motor 20 can also be designed as a stepper motor or as a brushless motor.
  • the at least one upstream valve 2T is a valve that can be actuated mechanically without an electrical or electromagnetic drive and is actuated by drive unit 100 . Only the operation of the 2T pilot valve is described here. However, this description also applies to the other upstream valve 23.
  • the transmission 19' is made up of three functional elements and includes a switching device 25, a driven wheel 26 and a ratchet wheel 27.
  • the drive motor 20 is coupled to the switching device 25 with its motor shaft 20c.
  • the switching device 25 transmits the rotary movement of the motor shaft 20c either to the output wheel 26, which is coupled to the drive element 4 of the valve slide element 3, or to the ratchet wheel 27, which actuates the pilot valve 2T via the actuating mechanism 28.
  • the transmission of the rotational movement of the motor shaft 20c of the drive motor 20 from the switching device 25 to the driven wheel 26 or to the ratchet wheel 27 depends on the direction of rotation DR of the drive motor 20 .
  • the valve slide element 3 is in an initial position.
  • the ratchet wheel is also in its initial position.
  • the drive motor 20 in a drive motor 20 is switched on, for example in its first direction of rotation DR1.
  • the direction of rotation DR1 is detected mechanically, for example by a freewheel, which switches the rotary motion to the driven wheel 26 and does not rotate the ratchet wheel 17.
  • the drive motor 20 is stopped and rotated in the other, second direction of rotation opposite to the first direction of rotation DR1.
  • device DR2 switched on.
  • the switching device 25 recognizes this and the rotational movement is now transmitted to the ratchet wheel 27 by means of the freewheel.
  • the ratchet wheel 27 rotates through a certain angle of rotation into a switching position in which it opens the pilot valve 2T by means of the switching mechanism 28, with the drive motor 20 being stopped.
  • the switching mechanism may be a cam, a lever mechanism, or the like.
  • the drive motor 20 is switched on again in the second direction of rotation DR2.
  • the ratchet wheel 27 continues to turn, the upstream valve 2T is closed again.
  • the rotation of the ratchet wheel 27 runs to the starting point.
  • the drive motor 20 is stopped again.
  • a new adjustment in the first direction of rotation DR1 to another delivery port D1, D2, D3, D4 is possible.
  • both the valve slide element 3 and the upstream valve 2T can be actuated with one drive motor 20 by changing its direction of rotation DR.
  • the switching device 25 can also have a mechanical centrifugal switch which, in the case of the second direction of rotation DR2, couples the ratchet wheel 27 and releases the driven wheel 26.
  • the switching device 25 and the ratchet wheel 26 can also be designed as stepping gears with or without a link guide.
  • spindle removal/spindle removal in which a nut and a thread of a shaft are coupled in the first direction of rotation, which is referred to as spindle removal.
  • the thread is loosened from the nut in the opposite, second direction of rotation DR2.
  • the height of the drive motor can be adjusted.
  • the ratchet wheel 26 and the drive element 4 are arranged one above the other and have the same toothing as the driven wheel 26 also has.
  • the switching device 25 makes it possible for the output wheel 26 to be in engagement with the drive element 4 when the drive motor 20 is switched on in the first direction of rotation DR1. Does the drive motor 20 in the second direction of rotation DR2, the driven wheel 26 is adjusted by a height adjustment in the direction of the motor axis 20b in the plane of the ratchet wheel 27 and can then drive the ratchet wheel 27 to actuate the pilot valve 2T.
  • the height adjustment can, for example, only act on the output wheel 26, which can be adjusted on a link guide of the motor shaft 20c depending on its direction of rotation DR.
  • Fig. 10 shows a schematic view of a variation of the drive unit 100 according to Fig. 9.
  • Fig. 11 shows a ratchet wheel 27.
  • the output wheel 26 which engages with the drive element 4 of the valve slide element 3 (not shown here (FIG. 9)), is coupled to the switching device 25 .
  • the switching device 25 is a freewheel here.
  • the ratchet wheel 25 is arranged on the other end face of the drive motor 20 and is non-rotatably connected to the motor shaft 20c via a shaft section 27c.
  • the motor shaft 20c can be continuously lengthened.
  • the shaft section 27c or the other end of the motor shaft 20c is non-rotatably connected to a coupling section 27a of the ratchet wheel 27 .
  • the coupling section 27a here has two diametrically arranged slopes or ramps 27b on the face side, which interact with a counter-coupling piece 29 .
  • the counter-coupling piece 29 also has ramps that correspond to the ramps 27b of the ratchet wheel 27 .
  • the ramps 27b of the ratchet wheel 27 and the counter-coupling piece 29 form the switching mechanism 28, by which the pilot valve 2T is actuated.
  • the rotary movement is transmitted to the driven wheel 26 by the switching device 25 (e.g. freewheel).
  • the ratchet wheel 25 rotates and, via the coupling section 27b, transmits the rotational movement to the coupling piece 29, which rotates with it.
  • the shifting device 25 does not transmit any rotary movement to the output wheel 26.
  • the rotational movement of the ratchet wheel 27 in the second direction of rotation DR2 transmits the rotational movement to the clutch counterpart 29, which, however, is blocked in the second direction of rotation DR2, for example by a freewheel, a suitable locking device or the like.
  • the ratchet wheel 27 can, for example, also be driven by a gear which is in engagement with the ratchet wheel 27 and is in a rotationally fixed connection with the motor shaft 20c.
  • the drive element 4 can be provided with manual actuation, for example for emergency operation.

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Abstract

Ein Verteilerventil (1) einer Kaffeemaschine zur Verteilung von Medien auf Verbrauchsfunktionalitäten der Kaffeemaschine umfasst ein Gehäuse (2), in welchem einem Ventilschieberelement (3) mit mindestens einem Eingangsanschluss angeordnet ist, und Abgabeanschlüsse (5). Das Ventilschieberelement (3) weist in seinem Inneren mindestens einen mit dem mindestens einen Eingangsanschluss verbundenen Eingangskanal auf, welcher mit mindestens einem Ausgangskanal verbunden ist. Eine Kaffeemaschine und ein Verfahren zum Verteilen von Medien auf Verbrauchsfunktionalitäten einer Kaffeemaschine werden geschaffen.

Description

Verteilerventil für eine Kaffeemaschine, Kaffeemaschine mit einem solchen Verteilerventil, und Verfahren zum Verteilen von Medien auf Verbrauchsfunktionalitäten einer Kaffeemaschine
Die Erfindung betrifft ein Verteilerventil für eine Kaffeemaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 . Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Kaffeemaschine mit einem solchen Verteilerventil sowie auf ein Verfahren zum Verteilen von Medien auf Verbrauchsfunktionalitäten einer Kaffeemaschine.
Die derzeitigen Kaffeemaschinen, insbesondere Kaffeevolllautomaten, und weitere Heißgetränkeautomaten bieten eine Vielzahl von unterschiedlichen Getränken mit vielen Mischungen und zusätzlichen Ausführungen. Hierzu sind entsprechende Installationen von Steuerungen und beispielsweise Ventilen und Medienverteilungen in der jeweiligen Maschine für die Verbrauchsfunktionalitäten erforderlich, welche den Bauraum einer solchen Maschine vergrößern.
Unter verbrauchsfunktionalitäten sind z.B. Erhitzer, Kühler, Milchreiniger, Spüler, Luftbeimischer, Dampflanzen u.dgl. zu verstehen. Die zu verteilenden Medien sind beispielsweise Wasser, Luft, Dampf oder/und Milch u.dgl.
Es sind verschiedene Lösungsvorschläge hierzu gemacht worden.
So beschreibt DE 10 2006 024 272 A1 ein Absperr- und Verteilerventil in einem Heißgetränkeautomaten, mit einem Gehäuse und motorisch angetriebenen Rotoren. Die Rotoren sind scheibenartig mit schlitzartigen Ausnehmungen ausgebildet, die mit Durchgangskanälen in Statoren Zusammenwirken, um Heißwasser auf verschiedene Abgänge zu verteilen.
EP 1 106 126 B1 gibt eine Espresso-Kaffeemaschine mit einem Verteiler an, welcher eine Anordnung von übereinander angeordneten Scheiben für einen selektiven Durchtritt von Wasser aus einem Abgabekanal in einen Aufnahmekanal aufweist. Ein der Scheiben ist durch einen Elektromotor drehbar angetrieben.
Diese Lösungen haben sich an sich bewährt. Es ist jedoch ein ständiger wachsender Bedarf an Kaffeemaschinen und deren Aufbau mit umfassenderen Funktionen bei reduziertem Bauraum, Kosteneinsparungen und höherer bzw. wenigstens gleichbleibender Qualität. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Medienverteilung in einer Kaffeemaschine so funktional vorteilhaft weiterzuentwickeln, dass bei gleichbleibender oder sogar höherer Qualität Bauraum und Kosten eingespart werden können.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch ein Verteilerventil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 , eine Kaffeemaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 19 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 21 .
Ein erfindungsgemäßes Verteilerventil einer Kaffeemaschine zur Verteilung von Medien auf Verbrauchsfunktionalitäten der Kaffeemaschine, umfasst ein Gehäuse, in welchem einem Ventilschieberelement mit mindestens einem Eingangsanschluss angeordnet ist, und Abgabeanschlüsse. Das Ventilschieberelement weist in seinem Inneren mindestens einen mit dem mindestens einen Eingangsanschluss verbundenen Eingangskanal auf, welcher mit mindestens einem Ausgangskanal verbunden ist.
Dies ergibt den Vorteil eines raumsparenden Aufbaus des Verteilerventils, da nur ein Ventilschieber erforderlich ist, welcher mit inneren Kanälen die Medienverteilung vornehmen kann. Für einen Antrieb des Ventilschiebers ist nur eine Antriebseinrichtung, z.B. ein Elektromotor notwendig.
Eine erfindungsgemäße Kaffeemaschine, insbesondere Kaffeevollautomat ist mit dem beschriebenen Verteilerventil ausgerüstet.
Mit einem solchen modularen Aufbau des Verteilerventils lässt sich in der Kaffeemaschine nicht nur vorteilhaft Einbauraum reduzieren, sondern Kabelinstallationen, Steckplätze auf Steuerplatinen, Leitungen können verringert werden. Daraus ergibt sich eine vorteilhaft vereinfachte Montage und Wartung.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Verteilen von Medien auf Verbrauchsfunktionalitäten einer Kaffeemaschine umfasst die Verfahrensschritte VS1 Bereitstellen eines Verteilerventils mit einem Gehäuse und mit einem darin verdrehbar gelagerten Ventilschieberelement und Auswählen von mindestens einem Abgabeanschluss des Verteilerventils, welcher mit einer gewünschten Verbrauchsfunktionalität der Kaffeemaschine verbunden ist; VS2 Verdrehen des Ventilschieberelementes des Verteilerventils um eine Drehachse in eine Abgabestellung, welche zu dem ausgewählten Abgabeanschluss gehört, wobei mindestens ein axialer Eingangskanal des Ventilschieberelementes für mindestens ein zu verteilendes Medium aus einer zugehöri- gen Medienquelle über einen radialen Ausgangskanal des Ventilschieberelementes mit dem ausgewählten Abgabeanschluss verbunden wird; und VS3 Verteilen des mindestens einen Mediums aus einer zugehörigen Medienquelle auf den mindestens einen ausgewählten Abgabeanschluss mit der daran angeschlossenen Verbrauchsfunktionalität der Kaffeemaschine.
Auf diese Weise ergeben sich die Vorteile einer Verteilung von mindestens einem Medium auf zahlreiche Verbrauchsfunktionalitäten mit nur einer Elektrokomponente, beispielsweise mit nur einem elektrischen Antriebsmotor.
Das Ventilschieberelement kann ein Schieber sein, der in seiner Längsrichtung verstellbar ist. Es kann aber auch ein Drehschieber sein, dessen Stellungen durch Verdrehungen eingestellt werden können. Auch eine Kombination aus Verdrehung und Längsverschiebung ist denkbar, um eine Vielzahl Abgabestellungen anzufahren.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
In einer Ausführung weist das Verteilerventil mindestens vier Abgabeanschlüsse auf, wobei jeder der mindestens vier Abgabeanschlüsse in einer jeweiligen Abgabestellung des Ventilschieberelementes mit dem mindestens einen Ausgangskanal des Ventilschieberelementes verbunden ist. Damit ist ein vorteilhaft einfacher und kompakter Aufbau zu ermöglichen.
In einer bevorzugten Ausführung ist das Ventilschieberelement als ein zylindrischer Drehschieber ausgebildet und in dem Gehäuse drehgelagert, wobei die jeweilige Abgabestellung des Ventilschieberelementes eine Winkelstellung des Ventilschieberelementes ist. Diese Ausführung ist vorteilhaft einfach herzustellen und beansprucht nur einen geringen Einbauraum. Ein zylindrischer Kolben als Ventilschieberelement weist zudem weitere Vorteile in Zusammenwirkung mit einer Lagerung in dem Gehäuse auf.
Hierbei ist es besonders vorteilhaft, dass der mindestens eine Eingangskanal als ein axialer Eingangskanal zentrisch in dem Ventilschieberelement angeordnet ist, und dass der mindestens eine Ausgangskanal ein radialer Ausgangskanal ist, welcher am Umfang des Ventilschieberelementes in dessen Mantelfläche in einer Öffnung mündet, da sich eine Herstellung relativ einfach gestaltet. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Ventilschieberelement mindestens zwei axiale Eingangskanäle und mindestens zwei radiale Ausgangskanäle aufweist, wobei ein erster axialer Eingangskanal mit einem ersten Eingangsanschluss verbunden ist, und wobei ein zweiter axialer Eingangskanal mit einem zweiten Eingangsanschluss verbunden ist. Auf dieses Weise können zwei verschiedene Medien ohne untereinander in dem Verteilerventil vermischt zu werden vorteilhaft gleichzeitig verteilt werden. Die beiden axialen Eingangskanäle können jeweils von einer Stirnseite des Ventilschiebers in diesen eingeformt werden, ohne untereinander verbunden zu sein.
In dieser Ausführung bietet sich eine vorteilhaft einfache Abdichtung des Ventilschieberelementes gegenüber dem Gehäuse mit Dichtelementen welche als Radial- Wellendichtungen ausgebildet sind. Diese Dichtelemente sind als langjährig bewährte Dichtungen mit unterschiedlichen Materialien mit hoher Qualität kostengünstig am Markt in vielfachen Abmessungen verfügbar.
Eine weitere Ausführung sieht vor, dass die mindestens vier Abgabeanschlüsse am Umfang des Gehäuses in Winkelabständen mit einem Winkel a verteilt oder in mindestens zwei Reihen aufgeteilt, die parallel zu einer Längsachse des Gehäuses verlaufen, und am Umfang des Gehäuses in Winkelabständen mit einem Winkel a verteilt angeordnet sind. Damit ist eine vorteilhafte Anpassung an unterschiedliche Einsatzbedingungen möglich.
In weiterer Ausgestaltung ist es von Vorteil, wenn die mindestens vier Abgabeanschlüsse am Umfang des Gehäuses regelmäßig mit gleichen Winkelabständen mit einem Winkel a verteilt oder in mindestens zwei Reihen aufgeteilt, die parallel zu einer Längsachse des Gehäuses verlaufen, und am Umfang des Gehäuses regelmäßig mit gleichen Winkelabständen mit einem Winkel a verteilt angeordnet sind.
In einer noch weiteren Ausführung ist es vorgesehen, dass das Ventilschieberelement mit einem Antriebsmotor angetrieben ist und mit einem Winkelaufnehmer gekoppelt ist, welcher die Winkelstellung des Ventilschieberelementes erfasst. Dies ist vorteilhaft, da so eine eindeutig definierte Abgabestellung des Ventilschieberelementes auf einfache Weise möglich ist. Der Winkelaufnehmer kann Bestandteil des Antriebsmotors sein, wenn diese beispielsweise ein Schrittmotor ist. Andererseits kann der Winkelaufnehmer ein separates Bauteil sein, dass z.B. mit dem Antriebselement als Zahnrad im Eingriff steht. Natürlich sind auch andere Kopplungen, wie z.B. berührungslose Aufnehmer (Hall-Sensoren) möglich. Der separate Winkelaufnehmer kann auch als zusätzliches Bauteil eine Einstellgenauigkeit erhöhen, wenn dieses bei bestimmten Einsatzfällen erforderlich ist.
Eine andere Ausführung bietet den Vorteil, dass alle Abgabeanschlüsse und auch die Öffnung(en) des/der radialen Ausgangskanals(-kanäle) verschlossen sind, wenn das Verteilerventil mindestens eine Zwischenstellung aufweist, in welcher alle Abgabeanschlüsse und der mindestens eine Ausgangskanal verschlossen sind.
Eine noch weitere Ausführung sieht vor, dass dem mindestens einen Eingangsanschluss des Verteilerventils ein Vorschaltventil in Reihe vorgeschaltet ist. Damit ist vorteilhaft z.B. eine Verteilung des Mediums/der Medien zu einem bestimmten Zeitpunkt nach Einnahme der Abgabestellung des Ventilelementes möglich.
In einer noch weiteren Ausführung weist das Verteilerventil weiterhin mindestens einen weiteren Abgabeanschluss und mindestens einen Zwischenraum auf, wobei der mindestens eine Zwischenraum als Ausnehmung in einer Mantelfläche des Ventilschieberelementes eingebracht ist, und wobei der mindestens eine weitere Abgabeanschluss in einer jeweiligen Abgabestellung des Ventilschieberelementes mit dem mindestens einen Zwischenraum des Ventilschieberelementes verbunden ist. Hierbei ergibt sich der Vorteil, dass an dem mindestens einen weiteren Abgabeanschluss angeschlossene Verbrauchsfunktionalität oder/und Funktionseinheit diese Zwischenräume als Entlastung nutzen können.
Eine weitere Ausführung sieht vor, dass das Verteilerventil mindestens einen weiteren Zwischenraum aufweist, wobei der mindestens eine weitere Zwischenraum als Ausnehmung in einer Innenwand einer Durchgangsbohrung des Gehäuses, in welcher das Ventilschieberelement angeordnet ist, eingebracht ist, wobei der mindestens eine weitere Abgabeanschluss mit dem mindestens einen weiteren Zwischenraum verbunden ist, und wobei der mindestens eine weitere Zwischenraum der Innenwand der Durchgangsbohrung des Gehäuses in einer jeweiligen Abgabestellung des Ventilschieberelementes mit dem mindestens einen Zwischenraum des Ventilschieberelementes verbunden ist. Vorteilhafterweise können der mindestens eine weitere Abgabeanschluss und die Zwischenräume so zum Spülen und Reinigen verwendet werden.
Für eine vorteilhafte Erweiterung oder Vergrößerung der Verteilungskapazität bzw. der zu verteilenden Menge in einer Kaffeemaschine können in einer anderen Ausführung mindestens zwei Verteilerventile parallel geschaltet angeordnet sein. In einer Ausführung des Verfahrens kann in dem Verfahrensschritt VS2 das Verdrehen des Ventilschieberelementes drucklos erfolgen, wenn ein Vorschaltventil des zu verteilenden Mediums geschlossen ist. Es ergeben sich auf diese Weise vorteilhaft geringe Drehmomente zur Verstellung des Ventilschieberelementes. Zudem wird eine Abdichtung des Ventilschieberelementes verbessert.
Es ist zudem vorteilhaft, dass in einer Ausführung des Verfahrens das Ventilschieberelement von einem Antriebsmotor angetrieben wird, wobei eine Winkelstellung des Ventilschieberelementes für die Abgabestellung mittels eines Winkelaufnehmers erfasst wird. Die Erfassung der Winkelstellung kann auf diese Weise zeitgleich erfolgen.
In einer weiteren Ausführung ist es vorgesehen, dass das Verteilerventil eine Antriebseinheit mit einem Antriebsmotor, einem Getriebe, einem Betätigungsmechanismus und einer Steuereinheit, und mindestens ein Vorschaltventil als ein mechanisch betätigbares Ventil ohne elektrischen bzw. elektromagnetischen Antrieb aufweist, wobei das Ventilschieberelement und das mindestens eine Vorschaltventil in Abhängigkeit von einer Drehrichtung des Antriebsmotors betätigbar sind. Dies ist vorteilhaft, da ein elektrisches bzw. elektromagnetisches Ventil eingespart werden kann.
Dabei ist der Antriebsmotor mittels der Steuereinheit aus einer ersten Drehrichtung in eine zweite Drehrichtung, die gegensätzlich zu der ersten Drehrichtung ist, und wieder zurück umschaltbar, wobei das Getriebe eine Schalteinrichtung, ein Abtriebsrad und ein Schaltrad umfasst, wobei der Antriebsmotor mit der Schalteinrichtung gekoppelt ist, welche die Drehbewegung des Antriebsmotors in Abhängigkeit von dessen Drehrichtung entweder auf das Abtriebsrad, das mit dem Antriebselement des Ventilschieberelementes gekoppelt ist, oder auf das Schaltrad, welches über den Betätigungsmechanismus das Vorschaltventil betätigt, überträgt. Ein besonderer Vorteil hierbei ist, dass nur durch die Drehrichtungsumkehr des vorhandenen Antriebsmotors dessen Funktionalität in dieser Anwendung erweitert ist.
In einer alternativen Ausführung ist vorgesehen, dass der Antriebsmotor mittels der Steuereinheit aus einer ersten Drehrichtung in eine zweite Drehrichtung, die gegensätzlich zu der ersten Drehrichtung ist, und wieder zurück umschaltbar ist, wobei das Getriebe eine Schalteinrichtung, ein Abtriebsrad und ein Schaltrad umfasst, wobei der Antriebsmotor mit der Schalteinrichtung gekoppelt ist, welche die Drehbewegung des Antriebsmotors in Abhängigkeit von dessen Drehrichtung nur in einer der Drehrichtungen des Antriebsmotors auf das Abtriebsrad, das mit dem Antriebselement des Ventilschieberelementes gekoppelt ist, überträgt. Dies ergibt einen kompakten Aufbau.
In weiterer alternativer Ausführung ist das Schaltrad mit der Motorwelle des Antriebsmotors drehfest verbunden und weist stirnseitig mindestens zwei diametral angeordnete Steigungen oder Rampen auf, die mit korrespondierenden Rampen eines Gegenkupplungsstücks Zusammenwirken und in der anderen der Drehrichtungen des Antriebsmotors einen Axialhub des Kupplungsgegenstücks bewirken, welcher das Kupplungsgegenstück zur Betätigung des Vorschaltventils veranlasst. Dabei kann eine Anzahl von Bauteilen vorteilhaft reduziert werden.
Es ist vorteilhaft, wenn die Schalteinrichtung mindestens einen Freilauf, mindestens einen Fliehkraftschalter oder/und ein Schrittgetriebe mit oder ohne Kulissenführung aufweist, da dieses kostengünstige Bauteile mit hoher Qualität sind.
Eine weitere Ausführung des Verfahrens sieht vor, dass in dem Verfahrensschritt VS3 das geschlossene Vorschaltventil erst dann geöffnet wird, wenn der mindestens eine axiale Eingangskanal für das zu verteilende Medium über den radialen Ausgangskanal mit dem ausgewählten Abgabeanschluss verbunden ist, da so eine Dichtwirkung und eine Zuverlässigkeit der Verteilung erhöht werden kann.
Besonders vorteilhaft ist es, dass mindestens zwei verschiedene Medien von den Medien Wasser, Luft, Dampf oder Milch zeitgleich verteilt werden können.
In einer anderen Ausführung des Verfahrens erfolgt ein Verdrehen des Ventilschieberelementes des Verteilerventils um eine Drehachse in eine Abgabestellung, welche zu mindestens einem weiteren Abgabeanschluss gehört, wobei mindestens ein Zwischenraum des Ventilschieberelementes als Ausnehmung in einer Mantelfläche des Ventilschieberelementes mit dem mindestens einen weiteren Abgabeanschluss verbunden wird. Auf diese Weise kann die Funktion des Verteilerventils vorteilhaft erweitert werden.
Eine noch weitere Ausführung des Verfahrens sieht vor, dass ein Verdrehen des Ventilschieberelementes des Verteilerventils um eine Drehachse in eine Abgabestellung erfolgt, welche zu dem mindestens einen weiteren Abgabeanschluss gehört, wobei mindestens ein weiterer Zwischenraum als Ausnehmung in einer Innenwand einer Durchgangsbohrung des Gehäuses, in welcher das Ventilschieberelement eingeformt ist, mit dem mindestens einen weiteren Abgabeanschluss verbunden ist, und wobei der mindestens eine weitere Zwischenraum mit dem mindestens einen Zwischenraum des Ventilschieberelementes verbunden wird. Dies ist vorteilhaft, da sich so noch weitere Funktionen, wie z.B. Spülen von Ausgangsanschlüssen, ermöglichen lassen.
In einer weiteren Ausführung des Verfahrens werden das Ventilschieberelement des Verteilerventils und ein Vorschaltventil als ein mechanisch betätigbares Ventil ohne elektrischen bzw. elektromagnetischen Antrieb von dem einen Antriebsmotor in Abhängigkeit der Drehrichtung des Antriebsmotors betätigt. Dies ergibt den Vorteil einer einfachen Ansteuerung und geringeren Verkabelungsaufwand.
Dabei wird das Ventilschieberelement aus einer Ausgangsstellung in eine gewünschte Abgabestellung von dem Antriebsmotor verdreht, wenn der Antriebsmotor in seiner ersten Drehrichtung eingeschaltet ist, wobei eine Schalteinrichtung, die mit dem Antriebsmotor gekoppelt ist, die Drehrichtung auf mechanischem Wege, z.B. durch einen Freilauf, erkennt, und die Drehbewegung des Antriebsmotors auf ein Abtriebsrad schaltet, welches mit dem Ventilschieberelement gekoppelt ist, wobei der Antriebsmotor angehalten wird, wenn die gewünschte Abgabestellung von dem Ventilschieberelement eingenommen ist, wobei im Anschluss der Antriebsmotor in der anderen, zur ersten Drehrichtung entgegengesetzten zweiten Drehrichtung eingeschaltet wird, und die Schalteinrichtung dies erkennt und nun die Drehbewegung auf ein Schaltrad überträgt, wobei sich das Schaltrad um einen bestimmten Drehwinkel in eine Schaltstellung verdreht, in welcher das Schaltrad mittels eines Schaltmechanismus das Vorschaltventil öffnet, wobei der Antriebsmotor angehalten wird, und wobei der Antriebsmotor wieder in der zweiten Drehrichtung eingeschaltet wird, wenn die gewünschte Menge an Medium durch das Vorschaltventil über das Ventilschieberelement an einen verbundenen Abgabeanschluss geliefert worden ist, wobei sich das Schaltrad bis in seine Ausgangsstellung weiter verdreht und das Vorschaltventil wieder geschlossen wird, wobei der Antriebsmotor wieder angehalten wird. Auf diese Weise ist die Funktionalität des Antriebsmotors vorteilhaft erweitert.
In einer alternativen Ausführung des Verfahrens ist vorgesehen, dass das Schaltrad mit der Motorwelle des Antriebsmotors drehfest verbunden ist und stirnseitig mindestens zwei diametral angeordnete Steigungen oder Rampen aufweist, die mit korrespondierenden Rampen eines Gegenkupplungsstück Zusammenwirken und in der anderen der Drehrichtungen des Antriebsmotors einen Axialhub des Kupplungsgegenstücks bewirken, welcher das Kupplungsgegenstück) zur Betätigung des Vorschaltventils veranlasst. Dies ermöglicht einen vorteilhaften einfachen Aufbau. Die Erfindung ermöglicht folgende Vorteile:
- Kosteneinsparung in „Standardmaschinen“
- Kostenneutrale Erweiterung von Zusatzfunktionen
- Modularer wartungsfreundlicher Aufbau
- Ansteuerung nur einer Elektrokomponente notwendig
- Einheitlicher, vereinfachter Kabelbaum zwischen Maschinenvarianten
- Weniger Steckplätze auf Steuerkarte(n) in der Steuerung notwendig
- Strukturierter Maschineninnenraum (weniger Kabel, Verrohrung etc.)
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezug auf die Zeichnungen näher beschrieben. Die Figuren dienen nur zur näheren Erläuterung der Erfindung und sind nicht beschränkend für die Erfindung. Einzelne beschriebene Merkmale können im Rahmen des allgemeinen Fachwissens auch für sich genommen in weitere Ausführungsvarianten übertragen werden. Es zeigen:
Figur 1 -2: schematische Seitenansichten eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verteilerventils;
Figur 3: eine schematische radiale Schnittansicht des Ausführungsbeispiels gemäß Linie Ill-Ill nach Fig. 2;
Figur 4: eine schematische Stirnansicht des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1 -2;
Figur 5-6 axiale Schnittansichten des Ausführungsbeispiels gemäß Linie V, VI - V, VI nach Fig. 4;
Figur 7 die schematische radiale Schnittansicht nach Fig. 3 mit Stellungen des Verteilerventils;
Figur 8: ein schematisches Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
Figur 9 eine schematische Ansicht des Ausführungsbeispiels nach Fig. 5 mit einer Antriebseinheit; und
Figur 10-11 schematische Ansichten einer Variation der Antriebseinheit nach Fig. 9. Fig. 1 und 2 zeigen schematische Seitenansichten eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verteilerventils 1 mit Blick auf unterschiedliche Abgabeanschlussbereiche C. In Fig. 3 ist eine schematische radiale Schnittansicht des Ausführungsbeispiels gemäß Linie Ill-Ill nach Fig. 2 dargestellt. Fig. 4 zeigt eine schematische Stirnansicht des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1 -2. Fig. 5 und 6 stellen axiale Schnittansichten des Ausführungsbeispiels gemäß Linie V, VI - V, VI nach Fig. 4 dar.
Das Verteilerventil 1 hat die Funktion, mindestens zwei Medien aus zugehörigen Quellen auf unterschiedliche Verbrauchsfunktionalitäten in Kaffeemaschinen zu verteilen. Die Medien können dabei Wasser, Luft, Dampf oder/und Milch sein. Unter den Verbrauchfunktionalitäten sind beispielsweise Erhitzer, Kühler, Milchreiniger, Spüler, Luftbeimischer, Dampflanzen u.dgl. zu verstehen.
Das Verteilerventil 1 umfasst ein Gehäuse 2 mit einer Drehachse 2a, ein Ventilschieberelement 3, ein Antriebselement 4 und Abgabeanschlüsse 5, 5a.
Die Ventileinheit 1 weist eine erste Eingangsseite A, eine zweite Eingangsseite B und die Abgabeanschlussbereiche C auf.
Über die Eingangsseiten A, B werden die Medien dem Verteilerventil 1 zugeführt. An Abgabeanschlüssen 5 der Abgabeanschlussbereiche C sind die Verbraucherfunktionalitäten angeschlossen. Dies wird unten noch näher beschrieben.
Das Gehäuse 2 weist eine erste Stirnseite 2b an der ersten Eingangsseite A und eine zweite Stirnseite 2c an der zweiten Eingangsseite B auf. Das Gehäuse 2 ist ein Kreiszylinder mit einer Außenmantelfläche, welche die Abgabeanschlussbereiche C aufweist.
Die Abgabeanschlussbereiche C sind hier in sechs Abgabeanschlussreihen C1 , C2, C3, C4, C5, C6 und in vier Abgabeanschlussebenen D1 , D2, DA, DB aufgeteilt.
Die Abgabeanschlussreihen C1 bis C6 erstrecken sich in Reihe in Längsrichtung parallel zu der Drehachse 2a und sind am Umfang der Außenmantelfläche des Gehäuses 2 in dem gezeigten Beispiel regelmäßig mit gleichen Winkelabständen mit einem Winkel a verteilt angeordnet. In dem gezeigten Beispiel mit sechs Abgabeanschlussreihen C1 bis C6 beträgt der Winkel a 60°. Es ist natürlich auch möglich, dass die Abgabeanschlussreihen C1 bis C6 oder/und auch die Abgabeanschlüsse 5, 5a mit unterschiedlichen Winkelabständen angeordnet sind.
In axialer Richtung der Drehachse 2a sind die Abgabeanschlussreihen C1 bis C6 in vier zueinander parallele Abgabeanschlussebenen D1 , D2, DA, DB unterteilt.
Im Inneren des Gehäuses 2 ist ein längs der Drehachse 2a verlaufender Durchgang eingeformt, welcher hier eine Durchgangsbohrung 2d mit einem kreisrunden Querschnitt ist. Dies ist deutlich in Fig. 3 zu erkennen, welche einen Schnitt in der Abgabeanschlussebene D2 darstellt.
Das Ventilschieberelement 3 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel als ein so genannter zylindrischer Drehschieber mit einem kreisrunden Querschnitt ausgebildet. Das Ventilschieberelement 3 wird auch als Ventilwelle, Ventilkolben oder Drehkolben bezeichnet.
In einer nicht gezeigten Variante des Verteilerventils 1 kann das Ventilschieberelement 3 in der Ausbildung als Ventilkolben bzw. Ventilwelle die Funktionen eines Schiebers in Kombination mit einem Drehschieber aufweisen. Dabei kann das Ventilschieberelement 3 Dreh- und Längsbewegungen ausführen, um vorbestimmte Ventilstellungen einzunehmen.
In einer weiteren nicht gezeigten Variante des Verteilerventils 1 kann das Ventilschieberelement 3 als ein Schieber in Richtung der Drehachse 2a nur längsbeweg- lich angeordnet sein.
Im Weiteren wird nur das Ausführungsbeispiel mit dem Ventilschieberelement 3 als Drehschieber behandelt.
Das Ventilschieberelement 3 ist in der Durchgangsbohrung 2d des Gehäuses 2 koaxial zu der Drehachse 2a um diese verdrehbar in Lagern 6 und 7 angeordnet.
Das erste Lager 6 ist mit seinem Außenring in einer Aufnahme in der ersten Stirnseite 2b des Gehäuses 2 angeordnet (siehe Fig. 5, 6). In der zweiten Stirnseite 2c des Gehäuses 2 ist der Außenring des zweiten Lagers 7 aufgenommen. Die Innenringe der Lager 6, 7 sind jeweils auf einem Lagerabschnitt 3f des Ventilschieberelementes 3 angeordnet. Die Lager 6, 7 sind hier als Rillenkugellager ausgeführt. An jedes Lager 6, 7 schließt sich zum Inneren des Gehäuses 2 hin jeweils ein Dichtelement 8, 9 an (siehe Fig. 5, 6). Die Dichtelemente 8, 9 sind bevorzugt PTFE- Formdichtungen mit federbeaufschlagten Dichtlippen als Radial-Wellendichtringe ausgebildet und sind mit ihren Befestigungsabschnitten bzw. Außenmänteln im Gehäuse 2 eingesetzt, wobei ihre Dichtlippen jeweils mit einem Dichtabschnitt 3g des Ventilschieberelementes 3 in Kontakt stehen. Diese beiden Dichtelemente 8, 9 dichten den zwischen ihnen befindlichen Innenraum der Durchgangsbohrung 2d des Gehäuses 2 nach außen ab.
Ein erster Endabschnitt 3a des Ventilschieberelementes 3 steht aus der ersten Stirnseite 2a des Gehäuses 2 auf der ersten Eingangsseite A des Verteilerventils 1 axial hervor. Ein dem ersten Endabschnitt 3a gegenüberliegender zweiter Endabschnitt 3b liegt auf der zweiten Eingangsseite B des Verteilerventils 1.
Auf dem hervorstehenden Endabschnitt 3a des Ventilschieberelementes 3 ist das Antriebselement 4 angeordnet. Das Antriebselement 4 ist hier ein Zahnrad, drehfest mit dem Ventilschieberelement 3 verbunden und bildet einen Teil eines Getriebes 19. Dieses Getriebe 19 ist hier ein Zahnradgetriebe und weist das Antriebselement 4 als Abtriebsrad und ein Motorritzel 20a eines Antriebsmotors 20 an Antriebsrad auf. Das Getriebe 19 ist hier nur beispielhaft dargestellt und kann natürlich auch anders aufgebaut sein. Der Antriebsmotor 20 kann ein Schrittmotor mit Winkelaufnehmer für den Drehwinkel des Ventilschieberelementes 1 sein. Auch ein separater Winkelaufnehmer, allein oder zusätzlich, ist möglich, der z.B. mit dem Antriebselement 4 oder direkt mit dem Ventilschieberelement 3 zusammenwirkt.
Eine Steuerung des Antriebsmotors 20 und somit des Verteilerventils 1 erfolgt über eine nicht gezeigte Steuereinrichtung, die auch Bestandteil einer Steuerung der Kaffeemaschine sein kann, welcher das Verteilerventil 1 zugeordnet ist. Eine Winkelerfassung des Ventilelementes 3 erfolgt über einen im Antriebsmotor 20 integrierten Winkelaufnehmer oder/und über den oben angegebenen separaten Winkelaufnehmer, der an die Steuereinrichtung angeschlossen ist.
Ein erstes Sicherungselement 3c an dem ersten Endabschnitt 3a des Ventilschieberelementes 3 auf der ersten Eingangsseite A und ein zweites Sicherungselement 3d an dem zweiten Endabschnitt 3a des Ventilschieberelementes 3 auf der zweiten Eingangsseite B legen das Ventilschieberelement 3 in Bezug auf das Gehäuse 2 axial fest. Dazu stützt sich das erste Sicherungselement 3c über das Zahnrad (Antriebselement 4) und das erste Lager 6 (siehe Fig. 5, 6) an dem Gehäuse 2 ab. Auf der zweiten Eingangsseite B (siehe Fig. 4, 5, 6) steht das zweite Sicherungselement 3d über das zweite Lager 7 mit dem Gehäuse 2 in Kontakt. Die Sicherungselemente 3c, 3d sind Wellensicherungsringe.
Das Ventilschieberelement 3 weist hier einen ersten und einen zweiten inneren axialen Eingangskanal 11 und 14 auf. Der erste axiale Eingangskanal 11 mündet mit seinem äußeren Ende in einen ersten Eingangsanschlussl O in dem ersten Endabschnitt 3a des Ventilschieberelementes 3 in der ersten Eingangsseite A. Der erste axiale Eingangskanal 11 erstreckt sich im Inneren des Ventilschieberelementes 3 axial zentral längs der Drehachse 2a bis in einen mittleren Bereich und mündet mit einem zweiten Ende in einen ersten radialen Ausgangskanal 12. Der erste radiale Ausgangskanal 12 erstreckt sich im Wesentlichen rechtwinklig zu dem ersten axialen Eingangskanal 11 und verläuft in Radialrichtung bis zu einer Mantelfläche 3e des Ventilschieberelementes 3, wo der erste radiale Ausgangskanal 12 in eine Öffnung 12a mündet (siehe Fig. 5).
Die axialen Eingangskanäle 11 , 14 sind bevorzugt koaxial zu der Drehachse 2a im Inneren des Ventilschieberelementes 3 angeordnet.
In ähnlicher Weise ist das Ventilschieberelement 3 mit dem zweiten inneren axialen Eingangskanal 14 versehen. Der zweite axiale Eingangskanal 14 mündet mit seinem äußeren Ende in einen zweiten Eingangsanschluss13 in dem zweiten Endabschnitt 3b des Ventilschieberelementes 3 in der zweiten Eingangsseite B. Der zweite axiale Eingangskanal 13 erstreckt sich im Inneren des Ventilschieberelementes 3 axial zentral längs der Drehachse 2a gegenläufig zu dem ersten axialen Eingangskanal 11 und mündet mit seinem zweiten Ende in einen zweiten radialen Ausgangskanal 15. Der zweite radiale Ausgangskanal 15 erstreckt sich im Wesentlichen rechtwinklig zu dem zweiten axialen Eingangskanal 13 und verläuft in Radialrichtung bis zu der Mantelfläche 3e des Ventilschieberelementes 3, wo der zweite radialer Ausgangskanal 15 in eine Öffnung 15a mündet (siehe Fig. 3 und Fig. 5).
Die beiden radialen Ausgangskanäle 12 und 15 verlaufen in diesem Beispiel parallel. Sie können aber auch um die Drehachse 2a untereinander um einen bestimmten Winkel verdreht angeordnet sein. Außerdem können pro Axialer Eingangskanal 11 , 14 auch zwei oder mehr radiale Ausgangskanäle 12, 15 vorgesehen sein.
In den beiden Eingangsanschlüssen 10, 13 sind nicht bezeichnete Dichtringe angeordnet, welche eine Abdichtung einer in den jeweiligen Eingangsanschlussl O, 13 eingesetzten Zuleitung bewirken. Damit wird ein einfacher und schneller Zusammenbau durch einfaches Einschieben der jeweiligen Zuleitung ermöglicht.
Das um die Drehachse 2a verdrehbare Ventilschieberelement 3 kann unterschiedliche Abgabestellungen einnehmen, in welchen die radialen Ausgangskanäle 12, 15 in Verbindung mit den Ausgangsanschlüssen 5 oder ohne Verbindung zu den Ausgangsanschlüssen 5 stehen.
Jeder Abgabeanschluss 5 ist mit einem Ventilabschnitt 5b versehen, welcher eine Ventilöffnung 5c aufweist. Die Ventilöffnungen 5c können in Abhängigkeit von der jeweiligen angeschlossen Verbrauchsfunktionalität unterschiedliche Durchmesser aufweisen. Jeder Ventilabschnitt 5b ist mit einer konkaven Dichtfläche 5d versehen, deren Radius mit dem Außenradius des Ventilschieberelementes 3 korrespondiert. Die Dichtfläche 5d oder auch der gesamte Ventilabschnitt 5b sind aus einem Material, z.B. PTFE, hergestellt, welches mit der entsprechend ausgebildeten Mantelfläche 3e des Ventilschieberelementes 3 eine ausreichende Abdichtung bewirkt. Dies ist in Fig. 3, 5, 6 gezeigt.
In dem Ventilabschnitt 5b ist zudem eine Dichtung, z.B. ein O-Ring, eingesetzt, welcher eine Abdichtung einer in den Abgabeanschluss 5 eingesetzten Abgabeanschlussleitung ermöglicht. Außerdem kann damit eine einfache Montage einer jeweiligen Abgabeanschlussleitung erreicht werden.
Fig. 7 zeigt die schematische radiale Schnittansicht nach Fig. 3 mit Stellungen des Ventilschieberelementes 3 des Verteilerventils 1 in der Anschlussebene D2.
In diesem Ausführungsbeispiel besitzt das Verteilerventil 1 sechs Abgabestellungen des Ventilschieberelementes 3 zur Verteilung, in welchen eine Verbindung zwischen den axialen Eingangskanälen 11 , 14 über die jeweiligen radialen Ausgangskanäle 12, 15 mit jeweils einem Abgabeanschluss 5 hergestellt ist. Diese sechs Abgabestellungen des Ventilschieberelementes 3 entsprechen den Positionen der Abgabeanschlussreihen C1 bis C6, die am Umfang des Gehäuses 2 des Verteilerventils 1 jeweils um den Winkel a (hier 60°) um die Drehachse 2a herum versetzt angeordnet sind. Daher werden die Abgabestellungen hier auch mit den Bezugszeichen C1 bis C6 verknüpft. Die Abgabestellungen können auch als Winkelstellungen bezeichnet werden. In der in Fig. 7 gezeigten Abgabestellung C5 ist der zugehörige Abgabeanschluss 5 (C5) mit dem zweiten radialen Ausgangskanal 15 und dem zweiten axialen Eingangskanal 14 in der Abgabeanschlussebene D2 verbunden. Gleichzeitig (nicht gezeigt, aber leicht vorstellbar) ist der weitere zugehörige Abgabeanschluss mit dem ersten radialen Ausgangskanal 12 und dem ersten axialen Eingangskanal 11 in der Abgabeanschlussebene D1 verbunden. Dabei sind die Ventilöffnungen 5c der anderen Ausgangsanschlüsse 5 durch die Mantelfläche 3e des Ventilschieberelementes 3 verschlossen.
Es sind zudem Zwischenstellungen CZ des Ventilschieberelementes 3 möglich, in welchen die Öffnungen 12a, 15a der radialen Ausgangskanäle 12, 15 durch die Innenwand der Durchgangsbohrung 2d verschlossen sind. In diesem Fall sind die Ventilöffnungen 5c aller Ausgangsanschlüsse 5 durch die Mantelfläche 3e des Ventilschieberelementes 3 verschlossen. Diese Zwischenstellungen CZ befinden sich jeweils in einem Winkel von a/2 (hier 30°) in Bezug auf jede Abgabestellung C1 bis C6. Hier sind beispielhaft nur zwei Zwischenstellungen CZ gezeigt.
Die Abgabestellungen C1 bis C6 und die Zwischenstellungen CZ sind in einfacher Weise allein durch Verdrehungen des Ventilschieberelementes 3 erreichbar. Beginnend bei der Abgabestellung C1 werden hier die anderen Abgabestellungen C2 bis C6 in Winkelschritten von jeweils a = 60° und die Zwischenstellungen CZ von einer jeden Abgabestellung C1 bis C6 in Winkelschritten von jeweils a/2 eingenommen.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel können sechs Schaltzustände, d.h. die sechs Abgabestellungen C1 bis C6, dargestellt werden. Natürlich sind auch die Zwischenstellungen CZ möglich.
Der erste Eingangsanschluss ist über ein erstes Vorschaltventil 21 mit einer ersten Medienquelle 22 in Reihe geschaltet verbunden. Und der zweite Eingangsan- schluss13 ist über ein zweites Vorschaltventil 23 mit einer zweiten Medienquelle 24 in Reihe geschaltet verbunden. Die Vorschaltventile 21 , 23 sind beispielsweise 2/2- Wege-Ventile und in der Darstellung in Fig. 5 im nicht angesteuerten Zustand geschlossen. In einer solchen Konfiguration kann die Verstellung des Verteilerventils 1 , d.h. die Verdrehung des Ventilschieberelementes 3, drucklos erfolgen. Erst bei eingenommener Abgabestellung C1 bis C6 werden die Vorschaltventile 21 , 23 angesteuert und dann die axialen Eingangskanäle 11 , 14, radialen Ausgangskanäle 12, 15 und somit die eingestellten Ausgangsanschlüsse 5 und die damit verbundenen Verbrauchsfunktionalitäten mit den Medien aus den Medienquellen 22, 24 beaufschlagt.
Im Gegenteil dazu sind die Vorschaltventile 21 , 23 in der Darstellung nach Fig. 6 im nicht angesteuerten Zustand geöffnet. Dabei wird das Ventilschieberelement 3 unter Beaufschlagung mit Druck der Medien verstellt.
Die Abgabeanschlüsse 5a in den Abgabeanschlussebenen DA und DB sind über Zwischenräume 16, 17, 18 verbunden, wenn sich das Ventilschieberelement 3 in einer bestimmten Abgabestellung wie z.B. in Fig. 5 gezeigt befindet. Die an den Abgabeanschlüssen 5a angeschlossenen Verbrauchsfunktionalitäten oder/und Funktionseinheiten können diese Zwischenräume als Entlastung nutzen. Die Abgabeanschlüsse 5a können auch als spülbare Abflussanschlüsse verwendet werden.
In dem in Fig. 5, 6 gezeigten Beispiel sind ein erster Zwischenraum 16 und ein zweiter Zwischenraum 17 in dem Ventilschieberelement 3 eingeformt. Dabei bilden der erste und zweite Zwischenraum 16, 17 Ausnehmungen in der Mantelfläche 3e des Ventilschieberelementes 3. Es können mehr als die zwei gezeigten Zwischenräume 16, 17 vorgesehen sein. Der erste und der zweite Zwischenraum 16, 17 bzw. andere, weitere nicht gezeigte Zwischenräume können in dem Ventilschieberelement 3 auch untereinander über nicht gezeigte Kanäle in dem Ventilschieberelement 3 verbunden sein.
Ein dritter Zwischenraum 18 ist in der Innenwand der Durchgangsbohrung 2d des Gehäuses 2 eingebracht und steht mit einem oder mehreren der Abgabeanschlüsse 5a in Verbindung. Es können auch mehrere dritte Zwischenräume in der Durchgangsbohrung 2d des Gehäuses 2 eingebracht sein. Diese sind nicht gezeigt, aber leicht vorstellbar. In der in Fig. 5, 6 dargestellten Abgabestellung ist der erste Zwischenraum 16 in dem Ventilschieberelement 3 mit dem dritten Zwischenraum 18 in der Innenwand der Durchgangsbohrung 2d des Gehäuses 2 verbunden.
Beispielsweise kann eine hydraulische Dichtung einer Brühgruppe mit Wasserdruck beaufschlagt und anschließend über die Zwischenräume 16, 17, 18 wieder entlastet werden.
In einer anderen Ausführung kann ein Brühraum der Brühgruppe während der Aus- presspase des Kaffeetresters über die Zwischenräume 16, 17, 18 mit der Abflussleitung einer Kaffemaschine verbunden sein. Das ausgepresste Restwasser des Tres- ters wird dann hier z.B. über den Zwischenraum 17 an die Abflussleitung über eine an dem zugehörigen Abgabeanschluss 5a angeschlossene Verbindungsleitung weitergegeben.
In einer weiteren Ausführung kann der Zwischenraum 16, 17, 18 zwischen Ventilschieberelement 3 und Gehäuse 2 mit Wasser gespült werden, um Partikelrückstände der oben beschriebenen Tresterausquetschung zu beseitigen. Die Speisung des Zwischenraums 16, 17, 18 mit Spülwasser kann durch das Verteilerventil 1 selbst erfolgen, indem eine dafür vorgesehene Abgabestellung angefahren wird und einer der Abgabeanschlüsse 5 mit einem Abgabeanschluss 5a über eine Leitung miteinander verbunden ist.
Nicht benutzte Abgabeanschlüsse 5, 5a können jeweils von außen mit einem druckdichten Stopfen verschlossen werden.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel werden Medien aus den zwei Medienquellen 22, 24 mittels des Verteilerventils 1 gleichzeitig auf unterschiedliche Verbrauchsfunktionalitäten einer Kaffeemaschine verteilt. Diese beiden Medien können unterschiedliche, aber auch gleiche Medien sein.
Außerdem ist es möglich, dass das Ventilschieberelement 3 nur einen axialen Eingangskanal 11 oder 14 besitzt, der mit einem, zwei oder auch mehreren radialen Ausgangskanälen 12, 15 verbunden ist.
Es ist zudem möglich, dass zwei oder auch mehr Verteilerventile 1 parallel geschaltet werden können, um die Schaltzustände für die Kaffeemaschine zu generieren.
In Abhängigkeit von dem Durchmesser des Ventilschieberelementes 3 und des Gehäuses 2 sind prinzipiell beliebig viele Anschlussausgänge 5 möglich.
Fig. 8 zeigt ein schematisches Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Verteilen von Medien auf Verbrauchsfunktionalitäten einer Kaffeemaschine.
In einem ersten Verfahrensschritt VS1 wird ein Verteilerventil 1 mit einem Gehäuse 2 und mit einem darin verdrehbar gelagerten Ventilschieberelement 3 bereitgestellt und mindestens ein Abgabeanschluss 5 des Verteilerventils 1 wird ausgewählt, welcher mit der gewünschten Verbrauchsfunktionalität der Kaffeemaschine verbunden ist. Dann wird in einem zweiten Verfahrensschritt VS2 das Ventilschieberelement 3 des Verteilerventils 1 um eine Drehachse 2a in eine Abgabestellung C1 bis C6 verdreht, welche zu dem ausgewählten Abgabeanschluss 5 gehört, wobei ein axialer Eingangskanal 11 , 14 für ein zu verteilendes Medium über einen radialen Ausgangskanal 12, 15 mit dem ausgewählten Abgabeanschluss 5 verbunden wird.
In einem dritten Verfahrensschritt VS3 wird das Medium aus einer zugehörigen Medienquelle 22, 23 auf den mindestens einen ausgewählten Abgabeanschluss 5 mit der daran angeschlossenen Verbrauchsfunktionalität der Kaffeemaschine verteilt.
In dem zweiten Verfahrensschritt VS2 erfolgt das Verdrehen des Ventilschieberelementes 3 drucklos, wenn das Vorschaltventil 21 , 23 des zu verteilenden Mediums geschlossen ist. Alternativ kann das Vorschaltventil geöffnet sein, dabei wird das Ventilschieberelement 3 jedoch unter Druckbeaufschlagung verdreht.
Das Ventilschieberelement 3 wird von einem Antriebsmotor 20 angetrieben, wobei eine Winkelstellung des Ventilschieberelementes 3 für die Abgabestellung C1 bis C6 mittels eines Winkelaufnehmers erfasst wird.
Das geschlossene Vorschaltventil 21 , 23 wird erst dann geöffnet, wenn der axiale Eingangskanal 11 , 14 für das zu verteilende Medium über den radialen Ausgangskanal 12, 15 mit dem ausgewählten Abgabeanschluss 5 verbunden ist.
In dem Verfahren können weiterhin mindestens zwei verschiedene Medien zeitgleich verteilt werden.
Außerdem können in dem Verfahrensschritt VS 1 zwei oder mehr Verteilerventile 1 parallelgeschaltet bereitgestellt werden.
In Fig. 9 ist eine schematische Ansicht des Ausführungsbeispiels nach Fig. 5 in einer Variante mit einer Antriebseinheit 100 dargestellt.
Die Antriebseinheit 100 umfasst den Antriebsmotor 20, ein Getriebe 19’ und einen Betätigungsmechanismus 28. Eine Steuereinheit 101 ist der Antriebseinheit 100 zugeordnet. Die Steuereinheit 101 kann an der Antriebseinheit 100 angebaut oder in einer zuzuordnenden Kaffeemaschine angeordnet sein. Der Antriebsmotor 20 der Antriebseinheit 100 ist mit der Steuereinheit 101 verbunden. Eine Drehrichtung DR des Antriebsmotors 20 um seine Motorachse 20b ist mittels der Steuereinheit 101 aus einer ersten Drehrichtung DR1 in eine zweite Drehrichtung DR2 und wieder zurück umschaltbar. Der Antriebsmotor 20 kann ein Gleichstrommotor oder ein Wechselstrommotor sein. Der Antriebsmotor 20 kann auch als Schrittmotor oder als ein bürstenloser Motor ausgebildet sein.
Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 sind in dieser Variante im Folgenden aufgeführt.
Das mindestens eine Vorschaltventil 2T ist ein mechanisch betätigbares Ventil ohne elektrischen bzw. elektromagnetischen Antrieb und wird von der Antriebseinheit 100 betätigt. Hier wird nur die Betätigung des Vorschaltventils 2T beschrieben. Diese Beschreibung gilt aber auch für das andere Vorschaltventil 23.
Das Getriebe 19’ ist hier aus drei Funktionselementen aufgebaut und umfasst eine Schalteinrichtung 25, ein Abtriebsrad 26 und ein Schaltrad 27.
Der Antriebsmotor 20 ist mit seiner Motorwelle 20c mit der Schalteinrichtung 25 gekoppelt. Die Schalteinrichtung 25 überträgt die Drehbewegung der Motorwelle 20c entweder auf das Abtriebsrad 26, das mit dem Antriebselement 4 des Ventilschieberelementes 3 gekoppelt ist, oder auf das Schaltrad 27, welches über den Betätigungsmechanismus 28 das Vorschaltventil 2T betätigt.
Die Übertragung der Drehbewegung der Motorwelle 20c des Antriebsmotors 20 von der Schalteinrichtung 25 auf das Abtriebsrad 26 oder auf das Schaltrad 27 ist von der Drehrichtung DR des Antriebsmotors 20 abhängig.
Das Ventilschieberelement 3 befindet sich in einer Ausgangsstellung. Auch das Schaltrad befindet sich in seiner Ausgangsstellung.
Für ein Verdrehen des Ventilschieberelementes 3 wird der in einer Antriebsmotor 20 z.B. in seiner ersten Drehrichtung DR1 eingeschaltet. In der Schalteinrichtung 25 wird die Drehrichtung DR1 auf mechanischem Wege, z.B. durch einen Freilauf erkannt welcher die Drehbewegung auf das Abtriebsrad 26 schaltet und das Schaltrad 17 nicht verdreht. Wenn die gewünschte Abgabestellung C1 , C2, C3, C4 von dem Ventilschieberelement 3 eingenommen ist, wird der Antriebsmotor 20 angehalten und in der anderen, zur ersten Drehrichtung DR1 entgegengesetzten zweiten Drehrich- tung DR2 eingeschaltet. Die Schalteinrichtung 25 erkennt dies und mittels des Freilaufes wird nun die Drehbewegung auf das Schaltrad 27 übertragen.
Das Schaltrad 27 verdreht sich um einen bestimmten Drehwinkel in eine Schaltstellung, in welcher es mittels des Schaltmechanismus 28 das Vorschaltventil 2T öffnet, wobei der Antriebsmotor 20 angehalten wird. Der Schaltmechanismus kann z.B. eine Nocke, ein Hebelgetriebe oder dergleichen sein.
Wenn die gewünschte Menge an Medium durch das Vorschaltventil 2T an den verbundenen Abgabeanschluss D1 , D2, D3, D4 geliefert ist, wird der Antriebsmotor 20 wieder in der zweiten Drehrichtung DR2 eingeschaltet. Das Schaltrad 27 verdreht sich weiter, das Vorschaltventil 2T ist wieder geschlossen. Die Drehung des Schaltrades 27 verläuft bis zu dem Ausgangspunkt. Dann wird der Antriebsmotor 20 wieder angehalten. Eine neue Verstellung in der ersten Drehrichtung DR1 zu einem anderen Abgabeanschluss D1 , D2, D3, D4 ist möglich.
Auf diese Weise kann mit dem einen Antriebsmotor 20 mittels Änderung seiner Drehrichtung DR sowohl das Ventilschieberelement 3 als auch das Vorschaltventil 2T betätigt werden.
Die Schalteinrichtung 25 kann auch einen mechanischen Fliehkraftschalter aufweisen, der im Falle der zweiten Drehrichtung DR2 das Schaltrad 27 ankoppelt und das Abtriebsrad 26 löst.
Die Schalteinrichtung 25 und das Schaltrad 26 können auch als Schrittgetriebe mit oder ohne Kulissenführung ausgebildet sein.
Eine weitere Möglichkeit bietet ein so genanntes Ausspindeln/Einspindeln, bei welchem eine Kopplung zwischen eine Mutter und einem Gewinde einer Welle in der ersten Drehrichtung erfolgt, was Einspindeln genannt wird. Ein Lösen des Gewindes aus der Mutter erfolgt bei der entgegengesetzten, zweiten Drehrichtung DR2.
In einer weiteren Ausführung, die nicht gezeigt ist, kann der Antriebsmotor in seiner Höhe verstellt werden. Dabei sind beispielsweise das Schaltrad 26 und das Antriebselement 4 übereinander angeordnet und weisen die gleiche Verzahnung auf, welche auch das Abtriebsrad 26 besitzt. Dabei ermöglicht die Schalteinrichtung 25, dass das Abtriebsrad 26 in Eingriff mit dem Antriebselement 4 steht, wenn der Antriebsmotor 20 in der ersten Drehrichtung DR1 eingeschaltet ist. Dreht der An- triebsmotor 20 in der zweiten Drehrichtung DR2, so wird das Abtriebsrad 26 durch eine Höhenverstellung in Richtung der Motorachse 20b in die Ebene des Schaltrades 27 verstellt und kann dann das Schaltrad 27 zur Betätigung des Vorschaltventils 2T antreiben.
Hierbei kann die Höhenverstellung z.B. nur auf das Abtriebsrad 26 wirken, welches auf einer Kulissenführung der Motorwelle 20c in Abhängigkeit von deren Drehrichtung DR verstellbar ist.
Fig. 10 stellt eine schematische Ansicht einer Variation der Antriebseinheit 100 nach Fig. 9 dar. Fig. 11 zeigt ein Schaltrad 27.
In dieser Variation ist das Abtriebsrad 26, welches mit dem Antriebselement 4 des hier nicht gezeigten (Fig. 9) Ventilschieberelementes 3 in Eingriff steht, mit der Schalteinrichtung 25 gekoppelt. Die Schalteinrichtung 25 ist hier ein Freilauf.
Das Schaltrad 25 ist auf der anderen Stirnseite des Antriebsmotors 20 angeordnet und mit der Motorwelle 20c über einen Wellenabschnitt 27c drehfest verbunden. Anstelle des Wellenabschnitts 27c kann die Motorwelle 20c durchgehend verlängert sein. Der Wellenabschnitt 27c bzw. das andere Ende der Motorwelle 20c ist mit einem Kupplungsabschnitt 27a des Schaltrades 27 drehfest verbunden.
Der Kupplungsabschnitt 27a weist hier stirnseitig zwei diametral angeordnete Steigungen oder Rampen 27b auf, die mit einem Gegenkupplungsstück 29 Zusammenwirken. Das Gegenkupplungsstück 29 weist auch Rampen auf, die zu den Rampen 27b des Schaltrades 27 korrespondieren.
Die Rampen 27b des Schaltrades 27 und das Gegenkupplungsstück 29 bilden den Schaltmechanismus 28, durch welchen das Vorschaltventil 2T betätigt wird.
Wenn der Antriebsmotor 20 in der ersten Drehrichtung DR1 eingeschaltet ist, wird die Drehbewegung auf das Abtriebsrad 26 durch die Schalteinrichtung 25 (z.B. Freilauf) übertragen. Das Schaltrad 25 dreht sich und überträgt über den Kupplungsabschnitt 27b die Drehbewegung auf das sich hierbei mitdrehende Kupplungsstück 29.
In der zweiten Drehrichtung DR2 des Antriebsmotors 20 überträgt die Schalteinrichtung 25 keine Drehbewegung auf das Abtriebsrad 26. Durch die Drehbewegung des Schaltrades 27 in der zweiten Drehrichtung DR2 wird die Drehbewegung auf das Kupplungsgegenstück 29 übertragen, welches jedoch durch in der zweiten Drehrichtung DR2 blockiert, z.B. durch einen Freilauf, eine geeignete Sperrvorrichtung o.dgl.
Aufgrund der Rampen 27b wird dann ein Axialhub des Kupplungsgegenstücks 29 erzeugt, welcher das Kupplungsgegenstück 29 zur Betätigung des Vorschaltventils 2T veranlasst. Das Kupplungsgegenstück 29 wird dann aus einem Dichtring (0- Ring) herausgedrückt und öffnet dadurch den Weg für den „Wasserdruck“ in dem Vorschaltventil 2T. Bei Richtungsumkehr des Nockens in der ersten Drehrichtung DR1 verschließt sich dieser Weg wieder, weil das Kupplungsgegenstück 29 über die Rampen 27b durch einen Federdruck wieder in seine Ausgangsstellung gedrückt wird. Selbstverständlich sind auch andere Lösungen denkbar.
Das Schaltrad 27 kann beispielsweise auch durch ein Getriebe angetrieben werden, welches in Eingriff mit dem Schaltrad 27 und in drehfester Verbindung mit der Motorwelle 20c steht.
Die Erfindung ist durch das oben angegebene Ausführungsbeispiel nicht eingeschränkt, sondern im Rahmen der Ansprüche modifizierbar.
So ist beispielsweise denkbar, dass das Antriebselement 4 mit einer manuellen Betätigung, z.B. für Notbetrieb, versehen sein kann.
Bezugszeichen
1 Verteilerventil
2 Gehäuse
2a Drehachse
2b, 2c Stirnseite
2d Durchgangsbohrung
2e Innenwand
3 Ventilschieberelement
3a, 3b Endabschnitt
3c, 3d Sicherungselement
3e Mantelfläche
3f Lagerabschnitt
3g Dichtabschnitt
4 Antriebselement
5, 5a Abgabeanschluss
5b Ventilabschnitt
5c Ventilöffnung
5d Dichtfläche
5e Dichtung
6, 7 Lager
8, 9 Dichtelement
10, 13 Eingangsanschluss
10a, 13a Dichtelement
11 , 14 Eingangskanal
12, 15 Ausgangskanal
12a, 15a Öffnung
16, 17, 18 Zwischenraum
19, 19’ Getriebe
20 Antriebsmotor
20a Motorritzel
20b Motorachse
20c Motorwelle
21 , 21’; 23 Vorschaltventil
22, 24 Medienquelle
25 Schalteinrichtung
26 Abtriebsrad
27 Schaltrad 27a Kupplungsabschnitt
27b Rampe 27c Wellenabschnitt
28 Schaltmechanismus 29 Kupplungsgegenstück
100 Antriebseinheit
101 Steuereinheit a Winkel A, B Eingangsseite
C Abgabeanschlussbereich
C1 , C2, C3, C4, C5, C6 Abgabeanschlussreihe / Abgabestellung CZ Zwischenstellung
D1 , D2; DA, DB Abgabeanschlussebene DR, DR1. DR2 Drehrichtung
VS1 , VS2, VS3 Verfahrensschritt

Claims

25
Ansprüche Verteilerventil (1 ) einer Kaffeemaschine zur Verteilung von Medien auf Verbrauchsfunktionalitäten der Kaffeemaschine, aufweisend ein Gehäuse (2), in welchem einem Ventilschieberelement (3) mit mindestens einem Eingangsanschluss (10, 13) angeordnet ist, und Abgabeanschlüsse (5), dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilschieberelement (3) in seinem Inneren mindestens einen mit dem mindestens einen Eingangsanschluss (10, 13) verbundenen Eingangskanal (11 , 14) aufweist, welcher mit mindestens einem Ausgangskanal (12, 15) verbunden ist. Verteilerventil (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Verteilerventil (1 ) mindestens vier Abgabeanschlüsse (5) aufweist, wobei jeder der mindestens vier Abgabeanschlüsse (5) in einer jeweiligen Abgabestellung (C1 , C2, C3, C4) des Ventilschieberelementes (3) mit dem mindestens einen Ausgangskanal (12, 15) des Ventilschieberelementes (3) verbunden ist. Verteilerventil (1 ) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilschieberelement (3) als ein zylindrischer Drehschieber ausgebildet und in dem Gehäuse (2) drehgelagert ist, wobei die jeweilige Abgabestellung (C1 , C2, C3, C4) des Ventilschieberelementes (3) eine Winkelstellung des Ventilschieberelementes (3) ist. Verteilerventil (1 ) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Eingangskanal (11 , 14) als ein axialer Eingangskanal (11 , 14) zentrisch in dem Ventilschieberelement (3) angeordnet ist, und dass der mindestens eine Ausgangskanal (12, 15) ein radialer Ausgangskanal (12, 15) ist, welcher am Umfang des Ventilschieberelementes (3) in dessen Mantelfläche (3e) in einer Öffnung (12a, 15a) mündet. Verteilerventil (1 ) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilschieberelement (3) mindestens zwei axiale Eingangskanäle (11 , 14) und mindestens zwei radiale Ausgangskanäle (12, 15) aufweist, wobei ein erster axialer Eingangskanal (11 ) mit einem ersten Eingangsanschluss (10) verbunden ist, und wobei ein zweiter axialer Eingangskanal (14) mit einem zweiten Eingangsanschluss (13) verbunden ist. 6. Verteilerventil (1 ) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilschieberelement (3) gegenüber dem Gehäuse (2) mit Dichtelementen (8, 9) abgedichtet ist, welche als Radial-Wellendichtungen ausgebildet sind.
7. Verteilerventil (1 ) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens vier Abgabeanschlüsse (5) am Umfang des Gehäuses (2) in Winkelabständen mit einem Winkel a verteilt oder in mindestens zwei Reihen aufgeteilt, die parallel zu einer Längsachse des Gehäuses (2) verlaufen, und am Umfang des Gehäuses (2) in Winkelabständen mit einem Winkel a verteilt angeordnet sind.
8. Verteilerventil (1 ) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens vier Abgabeanschlüsse (5) am Umfang des Gehäuses (2) regelmäßig mit gleichen Winkelabständen mit einem Winkel a verteilt oder in mindestens zwei Reihen aufgeteilt, die parallel zu einer Längsachse des Gehäuses (2) verlaufen, und am Umfang des Gehäuses (2) regelmäßig mit gleichen Winkelabständen mit einem Winkel a verteilt angeordnet sind.
9. Verteilerventil (1 ) nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilschieberelement (3) mit einem Antriebsmotor (20) angetrieben ist und mit einem Winkelaufnehmer gekoppelt ist, welcher die Winkelstellung des Ventilschieberelementes (3) erfasst.
10. Verteilerventil (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verteilerventil (1 ) mindestens eine Zwischenstellung (CZ) aufweist, in welcher alle Abgabeanschlüsse (5) und der mindestens eine Ausgangskanal (12, 15) verschlossen sind.
11 . Verteilerventil (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem mindestens einen Eingangsanschluss (10, 13) des Verteilerventils (1 ) ein Vorschaltventil (21 , 23) in Reihe vorgeschaltet ist.
12. Verteilerventil (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verteilerventil (1 ) weiterhin mindestens einen weiteren Abgabeanschluss (5a) und mindestens einen Zwischenraum (16, 17, 18) aufweist, wobei der mindestens eine Zwischenraum (16, 17) in das Ventilschieberelement (3) als Ausnehmung in einer Mantelfläche (3e) des Ventil- Schieberelementes (3) eingebracht ist, und wobei der mindestens eine weitere Abgabeanschluss (5a) in einer jeweiligen Abgabestellung des Ventilschieberelementes (3) mit dem mindestens einen Zwischenraum (16, 17) des Ventilschieberelementes (3) verbunden ist. Verteilerventil (1 ) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Verteilerventil (1 ) mindestens einen weiteren Zwischenraum (16, 17, 18) aufweist, wobei der mindestens eine weitere Zwischenraum (18) als Ausnehmung in einer Innenwand einer Durchgangsbohrung (2d) des Gehäuses (2), in welcher das Ventilschieberelement (3) eingeformt ist, eingebracht ist, wobei der mindestens eine weitere Abgabeanschluss (5a) mit dem mindestens einen weiteren Zwischenraum (18) verbunden ist, und wobei der mindestens eine weitere Zwischenraum (18) der Innenwand der Durchgangsbohrung (2d) des Gehäuses (2) in einer jeweiligen Abgabestellung des Ventilschieberelementes (3) mit dem mindestens einen Zwischenraum (16, 17) des Ventilschieberelementes (3) verbunden ist. Verteilerventil (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verteilerventil (1 ) eine Antriebseinheit (100) mit einem Antriebsmotor (20), einem Getriebe (19’), einem Betätigungsmechanismus (28) und einer Steuereinheit (101 ), und mindestens ein Vorschaltventil (21’) als ein mechanisch betätigbares Ventil ohne elektrischen bzw. elektromagnetischen Antrieb aufweist, wobei das Ventilschieberelement (3) und das mindestens eine Vorschaltventil (21’) in Abhängigkeit von einer Drehrichtung (DR) des Antriebsmotors (20) betätigbar sind. Verteilerventil (1 ) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor (20) mittels der Steuereinheit (101 ) aus einer ersten Drehrichtung (DR1 ) in eine zweite Drehrichtung (DR2), die gegensätzlich zu der ersten Drehrichtung ist, und wieder zurück umschaltbar ist, wobei das Getriebe (19’) eine Schalteinrichtung (25), ein Abtriebsrad (26) und ein Schaltrad (27) umfasst, wobei der Antriebsmotor (20) mit der Schalteinrichtung (25) gekoppelt ist, welche die Drehbewegung des Antriebsmotors (20) in Abhängigkeit von dessen Drehrichtung entweder auf das Abtriebsrad (26), das mit dem Antriebselement (4) des Ventilschieberelementes (3) gekoppelt ist, oder auf das Schaltrad (27), welches über den Betätigungsmechanismus (28) das Vorschaltventil (21’) betätigt, überträgt. 28 Verteilerventil (1 ) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor (20) mittels der Steuereinheit (101 ) aus einer ersten Drehrichtung (DR1 ) in eine zweite Drehrichtung (DR2), die gegensätzlich zu der ersten Drehrichtung ist, und wieder zurück umschaltbar ist, wobei das Getriebe (19’) eine Schalteinrichtung (25), ein Abtriebsrad (26) und ein Schaltrad (27) umfasst, wobei der Antriebsmotor (20) mit der Schalteinrichtung (25) gekoppelt ist, welche die Drehbewegung des Antriebsmotors (20) in Abhängigkeit von dessen Drehrichtung nur in einer der Drehrichtungen (DR1 , DR2) des Antriebsmotors (20) auf das Abtriebsrad (26), das mit dem Antriebselement (4) des Ventilschieberelementes (3) gekoppelt ist, überträgt. Verteilerventil (1 ) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltrad (27) mit der Motorwelle (20c) des Antriebsmotors (20) drehfest verbunden ist und stirnseitig mindestens zwei diametral angeordnete Steigungen oder Rampen (27b) aufweist, die mit korrespondierenden Rampen eines Gegenkupplungsstücks (29) Zusammenwirken und in der anderen der Drehrichtungen (DR1 , DR2) des Antriebsmotors (20) einen Axialhub des Kupplungsgegenstücks (29) bewirken, welcher das Kupplungsgegenstück (29) zur Betätigung des Vorschaltventils (21’) veranlasst. Verteilerventil (1 ) nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung (25) mindestens einen Freilauf, mindestens einen Fliehkraftschalter oder/und ein Schrittgetriebe mit oder ohne Kulissenführung aufweist. Kaffeemaschine, insbesondere Kaffeevollautomat, mit einem Verteilerventil (1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche. Kaffeemaschine nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Verteilerventile (1 ) parallel geschaltet angeordnet sind. Verfahren zum Verteilen von Medien auf Verbrauchsfunktionalitäten einer Kaffeemaschine nach Anspruch 17 oder 18, gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte
(VS1 ) Bereitstellen eines Verteilerventils (1 ) mit einem Gehäuse (2) und mit einem darin verdrehbar gelagerten Ventilschieberelement (3) und Auswählen von mindestens einem Abgabeanschluss (5) des Vertei- 29 lerventils (1 ), welcher mit einer gewünschten Verbrauchsfunktionalität der Kaffeemaschine verbunden ist;
(VS2) Verdrehen des Ventilschieberelementes (3) des Verteilerventils (1 ) um eine Drehachse (2a) in eine Abgabestellung (C1 , C2, C3, C4), welche zu dem ausgewählten Abgabeanschluss (5) gehört, wobei mindestens ein axialer Eingangskanal (11 , 14) des Ventilschieberelementes (3) für mindestens ein zu verteilendes Medium aus einer zugehörigen Medienquelle (22, 23) über einen radialen Ausgangskanal (12, 15) des Ventilschieberelementes (3) mit dem ausgewählten Abgabeanschluss (5) verbunden wird; und
(VS3) Verteilen des mindestens einen Mediums aus einer zugehörigen Medienquelle (22, 23) auf den mindestens einen ausgewählten Abgabeanschluss (5) mit der daran angeschlossenen Verbrauchsfunktionalität der Kaffeemaschine. Verfahren nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, dass in dem Verfahrensschritt (VS2) das Verdrehen des Ventilschieberelementes (3) drucklos, erfolgt, wenn ein Vorschaltventil (21 , 23) des zu verteilenden Mediums geschlossen ist. Verfahren nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilschieberelement (3) von einem Antriebsmotor (20) angetrieben wird, wobei eine Winkelstellung des Ventilschieberelementes (3) für die Abgabestellung (C1 , C2, C3, C4) mittels eines Winkelaufnehmers erfasst wird. Verfahren nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Verfahrensschritt (VS3) das geschlossene Vorschaltventil (21 , 23) erst dann geöffnet wird, wenn der mindestens eine axiale Eingangskanal (11 , 14) für das zu verteilende Medium über den radialen Ausgangskanal (12, 15) mit dem ausgewählten Abgabeanschluss (5) verbunden ist. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei verschiedene Medien von den Medien Wasser, Luft, Dampf oder Milch zeitgleich verteilt werden. 30 Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verdrehen des Ventilschieberelementes (3) des Verteilerventils (1 ) um eine Drehachse (2a) in eine Abgabestellung (C1 , C2, C3, 04) erfolgt, welche zu mindestens einem weiteren Abgabeanschluss (5a) gehört, wobei mindestens ein Zwischenraum (16, 17) des Ventilschieberelementes (3) als Ausnehmung in einer Mantelfläche (3e) des Ventilschieberelementes (3) mit dem mindestens einen weiteren Abgabeanschluss (5a) verbunden wird. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verdrehen des Ventilschieberelementes (3) des Verteilerventils (1 ) um eine Drehachse (2a) in eine Abgabestellung (C1 , C2, C3, C4) erfolgt, welche zu mindestens einem weiteren Abgabeanschluss (5a) gehört, wobei mindestens ein weiterer Zwischenraum (16, 17, 18) als Ausnehmung in einer Innenwand einer Durchgangsbohrung (2d) des Gehäuses (2), in welcher das Ventilschieberelement (3) eingeformt ist, mit dem mindestens einen weiteren Abgabeanschluss (5a) verbunden ist, und wobei der mindestens eine weitere Zwischenraum (18) mit dem mindestens einen Zwischenraum (16, 17) des Ventilschieberelementes (3) verbunden wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilschieberelement (3) des Verteilerventils (1 ) und ein Vorschaltventil (21’) als ein mechanisch betätigbares Ventil ohne elektrischen bzw. elektromagnetischen Antrieb von dem einen Antriebsmotor (20) in Abhängigkeit der Drehrichtung (DR) des Antriebsmotors (20) betätigt werden. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilschieberelement (3) aus einer Ausgangsstellung in eine gewünschte Abgabestellung (C1 , C2, C3, C4) von dem Antriebsmotor (20) verdreht wird, wenn der Antriebsmotor (20) in seiner ersten Drehrichtung (DR1 ) eingeschaltet ist, wobei eine Schalteinrichtung (25), die mit dem Antriebsmotor (20) gekoppelt ist, die Drehrichtung (DR1 ) auf mechanischem Wege, z.B. durch einen Freilauf, erkennt, und die Drehbewegung des Antriebsmotors (20) auf ein Abtriebsrad (26) schaltet, welches mit dem Ventilschieberelement (3) gekoppelt ist, wobei der Antriebsmotor (20) angehalten wird, wenn die gewünschte Abgabestellung (01 , 02, 03, 04) von dem Ventilschieberelement (3) eingenommen ist, wobei im Anschluss der Antriebsmotor (20) in der anderen, zur ersten Drehrichtung (DR1 ) entgegengesetzten zweiten Drehrichtung (DR2) eingeschaltet wird, und die Schalteinrichtung (25) dies erkennt und nun die Drehbewegung auf ein 31
Schaltrad (27) überträgt, wobei sich das Schaltrad (27) um einen bestimmten Drehwinkel in eine Schaltstellung verdreht, in welcher das Schaltrad (27) mittels eines Schaltmechanismus (28) das Vorschaltventil (21’) öffnet, wobei der Antriebsmotor (20) angehalten wird, und wobei der Antriebsmotor (20) wieder in der zweiten Drehrichtung (DR2) eingeschaltet wird, wenn die gewünschte Menge an Medium durch das Vorschaltventil (21 ’) über das Ventilschieberelement (3) an einen verbundenen Abgabeanschluss (D1 , D2, D3, D4) geliefert ist, wobei das sich das Schaltrad (27) bis in seine Ausgangsstellung weiter verdreht und das Vorschaltventil (21’) wieder geschlossen ist, wobei der Antriebsmotor (20) wieder angehalten wird. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltrad (27) mit der Motorwelle (20c) des Antriebsmotors (20) drehfest verbunden ist und stirnseitig mindestens zwei diametral angeordnete Steigungen oder Rampen (27b) aufweist, die mit korrespondierenden Rampen eines Gegenkupplungsstück (29) Zusammenwirken und in der anderen der Drehrichtungen (DR1 , DR2) des Antriebsmotors (20) einen Axialhub des Kupplungsgegenstücks (29) bewirken, welcher das Kupplungsgegenstück (29) zur Betätigung des Vorschaltventils (21’) veranlasst.
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