DE1454102B2 - Selbsttaetige kaffeemaschine zur portionsweisen zubereitung von espresso kaffee - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine selbsttätige Kaffee- Hebelarm zwischen dem Anlenkpunkt am Kolben maschine zur portionsweisen Zubereitung von und dem Stützpunkt größer ist als der Hebelarm zwi-Espresso-Kaffee durch Hindurchleiten von unter sehen Stützpunkt und Anlagepunkt an der beweghohem Druck stehendem heißem Brühwasser durch liehen Platte.

gemahlenen Kaffee, der in aufeinanderfolgende zylin- 5 Die selbsttätige Kaffeemaschine zur portionsweisen drische, im Kreis angeordnete Kammern einer sich Zubereitung ist bestimmten baulichen Maßen unterintermittierend drehenden Scheibe eingebracht wird, worfen und ist in vorteilhafter Raumausnutzung so die die Kammern nacheinander in eine Brühstellung angeordnet, daß der den Arbeitskolben führende Zyunterhalb der Brühwasserzufuhr führt. linder und der vom Brühwasser durchsetzte Raum

Es sind bereits Kaffeemaschinen als bekannt an- io achsengleich in der vertikalen Drehachse der sich zusehen, so das in der französischen Patentschrift intermittierend drehenden Scheibe angeordnet sind, 1184 141 beschriebene Gerät, bei welchem der zu und daß der Hebel und dessen ortsfeste Stütze senkbrühende Kaffee portionsweise in Kammern bzw. Be- recht dazu in einer Ebene liegen, welche die Drehhälter eingebracht, in diesen Behältern verdichtet und achse der Scheibe und die Achse der sich in der daraufhin mit Heißwasser gebrüht wird. Das Vor- 15 Brühstellung befindlichen Kammer schneidet,
verdichten des Espresso-Kaffees, das zweckmäßig Ein Ausführungsbeispiel ist an Hand der Zeichvorzunehmende Einnässen bzw. Imprägnieren des nungen erläutert.

Kaffees und das eigentliche Brühen geschehen bei F i g. 1 ist ein senkrechter Schnitt durch eine seibst-

den bekannten Kaffeemaschinen durch eine Vielzahl tätige Kaffeemaschine;

manueller Handhabungen unter Verwendung verhält- 20 F i g. 2 ist eine schematische Perspektivansicht der

nismäßig komplizierter Gerätschaften, wodurch die in F i g. 1 dargestellten Kaffeemaschine.

Wartezeiten zwischen einander folgenden Füllungen Die selbsttätige Kaffeemaschine für die Zubereitung

bzw. Brühungen beträchtlich sind. von Espresso-Kaffee umfaßt einen Rahmen, der sich (J

Davon ausgehend besteht die Aufgabe der vor- aus mehreren untereinander starr angeordneten Tei-

liegenden Erfindung darin, eine Kaffeemaschine der 25 len zusammensetzt.

eingangs genannten Art als vollständig selbsttätig Im Inneren des Rahmens ist eine Welle 5 angeordarbeitendes Gerät zur portionsweisen Zubereitung net, welche um eine Achse A drehbar ist; Hebel 1, von Kaffee so auszubilden, daß die Vorverdichtung, 2, 3 und 4, deren Bedeutung weiter unten beschrieben die Imprägnierung und das Brühen in zeitlich ab- wird, sind an der Welle 5 angebracht,
gestimmter Arbeitsweise durchführbar sind, ohne daß 3° Im Inneren des Rahmens ist eine Scheibe 10 gemanuelle Handhabungen erforderlich wären. lagert, die mit einer Reihe von Kammern 11, so bei-

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in der spielsweise mit 5 Kammern, versehen ist. Die Achsen Brühstellung der jeweiligen Kammer oberhalb von der Kammern verlaufen parallel zu der mit der dieser zur Verdichtung des Kaffeepulvers ein Ver- Achse A zusammenfallenden Achse der Scheibe 10. dichtkolben mit axialen Durchlässen lotrecht ver- 35 Die Kammern erstrecken sich durch die gesamte schiebbar angeordnet ist, daß der Verdichtkolben an Wandstärke der Scheibe und bilden auf diese Weise seinem oberen Kolbenende mit einem in einem Zylin- Behälter für die Zubereitung des Espresso-Kaffees, der entgegen der Wirkung einer Feder verschiebbaren Die Scheibe 10 ist zwischen einer Wand 29 eines und von oben durch Niederdruckwasser beaufschlag- Rahmenteils 34 und einer Platte 28 angeordnet, die baren Kolben verbunden ist, daß ein gleichfalls durch 4° wie die Scheibe selbst axial auf einer Hülse 36 des das Niederdruckwasser parallel zum Kolben verlager- Rahmenteils 34 geführt ist. Die Scheibe kann sich um barer Kolben in seiner Bewegung zeitlich mit der ihre Achse drehen; dagegen kann sich die darunter Verdichtung des Kaffeepulvers abgestimmt ist und befindliche Platte 28 nicht drehen und besitzt nur ein bei seiner Aufwärtsbewegung eine Zuleitung zu einem begrenztes Spiel in Richtung dieser Achse. Zwischen Raum für das heiße Brühwasser freigibt, der anderer- 45 der Scheibe 10 und der Wand 29 bzw. der Platte 28 seits mit den axialen Durchlässen des Verdichtkolbens sind Dichtringe 22 und 23 vorgesehen, welche die verbunden ist, und daß der Kolben über einen groß- Scheibe und die Wand bzw. Platte gegeneinander abflächigen, an ihm festen Arbeitskolben das Brüh- dichten, wenn das Brühwasser für den Kaffee durch wasser im Raum durch das Niederdruckwasser unter eine Kammer 11 hindurchfließt, wie im weiteren Verhohen Brühdruck setzt, der zusätzlich über einen mit 5° lauf der Beschreibung ausführlicher dargelegt wird, dem Kolben gleichachsigen mehrteiligen Hebel die Im Inneren der Hülse 36 des Rahmenteils 34 ist ein Dichtringe an den Rändern der Kammer während Kolben 26 in Axialrichtung verschiebbar und mittels des Brühvorganges zusammendrückt. einer Dichtung 39 abgedichtet. Am Kolben 26 ist ein

Der mit den axialen Durchlässen des Verdicht- Hebel 24 an einem Anlenkpunkt 27 gelagert; am An-

kolbens verbundene Raum dient zur Aufnahme des 55 lenkpunkt kann für die Gelenkverbindung des Hebels

Brühwassers und wird während des eigentlichen 24 ein Drehzapfen vorgesehen sein. Ein Rahmenteil,

Brühvorganges in seinem Volumen verkleinert, so als Stütze 37 ausgebildet, dient als Auflage für den

daß der Brühdruck entsprechend vergrößert werden Hebel 24, welcher gemäß F i g. 1 der Zeichnungen

kann. Der Raum ist in vorteilhafter Weise so aus- den Vorsprung 38 der Platte 28 nach oben drücken

gebildet, daß die verschiebbare Stirnwand des Rau- ⁶° kann.

mes durch die Stirnfläche eines mit dem Kolben (7) An der Oberseite der in F i g. 1 und 2 dargestellten achsengleich verschiebbaren Kolbens gebildet ist, an Kaffeemaschine befindet sich ein Zylinder 44 im dem der zum Zusammendrücken der Dichtringe die- Inneren eines Rahmenteils 35. Innerhalb dieses Zynende Hebel mit einem Ende angelenkt ist, daß der linders ist ein Arbeitskolben 6 gleitend und durch Hebel in einem nahe seiner Mitte liegenden Teil auf 65 eine Dichtung 40 abgedichtet, angeordnet. Der einer ortsfesten Stütze aufliegt und mit dem anderen Arbeitskolben 6 ist mit einem Kolben 7 von geringefreien Ende auf eine von unten gegen die Dichtringe rem Durchmesser starr verbunden. Der Kolben 7 ist drückende, bewegliche Platte einwirkt, wobei der in einem Raum 17 des Rahmenteils 34 gleitend und

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durch eine Dichtung 16 abgedichtet gelagert. Durch unter den Arbeitskolben 6 und auf den Kolben 15 die genannten Kolben erstreckt sich mittig die Welle 5, innerhalb der hohlzylindrischen Kammer 43 geleitet, welche die Kolben auf diese Weise in Axialrichtung Der auf die untere Fläche des Arbeitskolbens 6 verschiebbar führt. Im Rahmenteil 34 der Kaffee- wirkende Wasserdruck ruft eine Aufwärtsbewegung maschine ist eine hohle zylindrische Kammer 43 aus- 5 des Kolbens im Zylinder 44 hervor. Gleichzeitig wird gebildet, in welcher ein Kolben 15, mit einem Ver- durch den Wasserdruck der Kolben 15 nach unten dichtkolben 18 verbunden, gleitbar angeordnet ist. gerichtet bewegt, so daß das Kaffeepulver in der die Eine Feder 32 hält den Kolben 15 und infolgedessen Stellung D einnehmenden Kammer 11 zusammenden Verdichtkolben 18 in hochgezogener Position. gedrückt wird. Nachdem der Kolben 7 sich um eine Ein am Rahmenteil 35 angeordneter Hebel 19, der io vorbestimmte Strecke nach oben bewegt hat, öffnet vom Kolben 17 betätigt werden kann, wird in seiner er die Mündung der Zuleitung 45 und stellt die VerFunktion weiter unten erläutert. Zwei Leitungen 41 bindung zwischen dieser Zuleitung und dem Raum 17 und 42 verbinden einen nicht dargestellten, jedoch her, wodurch das aus dem Kessel in Richtung des mit der Bezugsnummer 14 symbolisch bezeichneten Pfeils C eingeleitete Heißwasser in den Raum 17 ge-Hahn mit dem Zylinder 44 bzw. mit der hohlzylin- 15 langen kann. Von dort durchquert das Heißwasser drischen Kammer 43 oberhalb des Arbeitskolbens 6 die kleinen Löcher bzw. Bohrungen des Verdichtbzw, oberhalb des Kolbens 15. Die Leitung 42 steht kolbens 18 und gelangt in die in der Stellung D bedarüber hinaus mit dem Zylinder 44 unterhalb des findliche Kammer 11, in welche sich der Kaifee be-Arbeitskolbens 6 in Verbindung. Der Hahn ist an findet.

eine Wasserleitung, zumindest an eine Rohrleitung 20 Bei seiner weiteren Aufwärtsbewegung wirkt der

angeschlossen, in welcher sich Wasser unter einem Kolben 7 an einer bestimmten Stelle auf den Hebel

bestimmten Druck befindet. Wenn der Hahn durch 19 ein, der infolgedessen nach oben gedrückt wird

den Hebel 3 betätigt wird, kann das Wasser in die und durch aus Gründen der einfacheren Darstellung

Leitungen41 und 42 im Sinn der Pfeile/?, Rl oder nicht dargestellte Mittel die Umschaltung des KaIt-

Sl, S fließen. 25 Wasserkreislaufes am Hahn 14 vornimmt. Das Wasser

Eine Zuleitung 45 verbindet einen (nicht dar- gelangt nunmehr in Richtung des Pfeiles R in den Zy-

gestellten) Kessel mit dem Raum 17. Die vorstehend linder 44 und drückt dabei gegen die obere Fläche

beschriebene Kaffeemaschine kann mittels Schrauben des Arbeitskolbens 6. Die Kolben 6 und 7 beginnen

durch die am Rahmenteil 34 vorgesehenen Löcher 46 infolgedessen sich abwärts zu bewegen. Da das Was-

auf einer Haltevorrichtung, so an einer Wand, be- 3° ser aus der Leitung 42 in Richtung des Pfeiles R 1

festigt werden. austreten kann, bewegt sich der Kolben 15 unter Wir-

Im folgenden wird der Betrieb der Kaffeemaschine kung der Feder 32 nach oben und bewirkt, daß das

beschrieben, welche von dem Bedienungspersonal Wasser aus dieser Leitung herausgedrückt wird,

durch Bewegung des Hebels 1 betätigbar ist. Wenn Die Aufwärtsbewegung des den Verdichtkolben 18

das Bedienungspersonal den Hebel 1 mit dem Knopf 8 35 tragenden Kolbens 15 geschieht jedoch nicht zum

in einer bestimmten Richtung (von links nach rechts) gleichen Zeitpunkt wie die Aufwärtsbewegung der

soweit wie möglich herumschwenkt, wird eine Dre- Kolben 6 und 7, weil die Feder 32 nicht stark genug

hung der Welle 5 hervorgerufen, während der die ist, den Gegendruck des Wassers zu überwinden, das

folgenden Bewegungen ausgeführt werden: Der vom Arbeitskolben 6 in die Leitung 42 geschickt

Hebel 2 greift an dem in F i g. 1 dargestellten Sperr- 40 wird, wenn sich der Arbeitskolben nach unten be-

knopf 9 an, so daß die Scheibe 10 unbewegt bleibt. wegt. Infolgedessen hält der Verdichtkolben 18 das

Der Hebel 4 betätigt eine Kaffee-Dosierungsvorrich- Kaffeepulver in seiner Lage, während das Heißwasser

tung 12 (in F i g. 1 durch strichpunktierte Linien dar- in die Kammer 11 eingeführt wird,

gestellt), so daß eine vorbestimmte Menge Kaffee in Auf diese Weise wird der Raum 17 mit heißem

Richtung des Pfeils K in diejenige Kammer 11 fällt, 45 Wasser angefüllt, das auf Grund der unterschied-

die sich in diesem Moment in der in F i g. 2 mit B be- liehen Durchmesser der Kolben 6 und 7 unter wesent-

zeichneten Stellung befindet. Der Hebel 3 greift in lieh höherem Druck steht als das Wasser in der

eine Rille oder Führung für die Betätigung des als Wasserleitung. Die Höhe dieses Druckes hängt aller-

Zweiwege-Organ ausgebildeten Hahns 14 ein. Wenn dings davon ab, welchen Widerstand das auf dem

der Hebel 1 in der der vorangehenden Richtung ent- 50 Filter 21 gemäß F i g. 1 der Zeichnungen befindliche,

gegengesetzten Richtung betätigt wird, entstehen fol- zusammengedrückte und von Heißwasser durchsetzte

gende Bewegungsabläufe: Der Hebel 2, welcher zuvor Kaffeepulver bietet. Durch den Druck des heißen

in Eingriff mit dem Sperrknopf 9 gelangt ist, wirkt Wassers wird während der Abwärtsbewegung des

auf diesen ein und ermöglicht eine Drehung der Kolbens 7 der Kolben 26 nach unten gedrückt, wo-

Scheibe 10. Bei 5 unter gleichem Winkelabstand an- 55 durch der Hebel 24 dahingehend betätigt wird, daß er

geordneten Kammern 11 wird dabei die Scheibe 10 eine Schwenkbewegung ausführt. Bei dieser Schwenk-

um eine Fünfteldrehung gedreht. Diejenige Kammer bewegung verlagert sich sein am Vorsprung 38 der

11, welche zuvor in der in Fig. 2 dargestellten Stel- Platte 28 anliegendes Ende nach oben. Die auf diese

lung B mit einer Dosies gemahlenen Kaffees gefüllt Weise nach oben gedrückte Platte 28 verschiebt sich

worden ist, gelangt mit dieser Kaffeefüllung aus der 60 um ein kleines Stück und drückt dabei die Dichtringe

Stellung B in die Stellung D unterhalb des Verdicht- 22 und 23 zusammen.

kolbens 18 gemäß Fig. 1 der Zeichnungen. Der Die zusammengedrückten Dichtringe 22 und 23, Hebel 4 bewegt sich dabei zurück, ohne in irgend- welche aus Polytetrafluoräthylen bestehen können, einer Weise auf die Kaffee-Dosierungsvorrichtung 12 dichten die Scheibe 10 gegenüber der Wand 29 bzw. einzuwirken. Der Hebel 3 seinerseits kehrt die Durch- 65 der Platte 28 wirksam ab. So wird also für die notgänge des Zweiwege-Hahnes um. Über den an die wendige Abdichtung der Druck des Heißwassers verWasserleitung angeschlossenen Hahn wird das Wasser wendet, welches für die Zubereitung des Espressonunmehr in Richtung des Pfeiles S in die Leitung 42, Kaffees in die Maschine gelangt. Da der am Vor-

sprung 38 anliegende Arm des Hebels 24 kürzer ist als der drehbar am Kolben 26 angelenkte Hebelarm, ist die die Platte 28 nach oben drückende Hebelkraft beträchtlich. Sie ist in jedem Fall größer als diejenige Kraft, welche die Scheibe 10 von der oberen, feststehenden Wand 29 nach unten drückt.

Der besondere Vorteil der beschriebenen Dichtungsanordnung ist darin zu sehen, daß die Dichtungskräfte um so größer sind, je höher der Heißwasserdruck liegt. ίο

Wenn das Heißwasser die Schicht 20 des zusammengepreßten Kaffees passiert, wird der sogenannte Espresso-Kaffee gebildet. Dieser fließt durch den Filter 21 und durch das Mundstück 48 in die gemäß Fig. 1 der Zeichnungen unter dem Mundstück befindliche Tasse 49. Sobald der Arbeitskolben 6 den Endpunkt seines Hubes erreicht, hört der auf das Heißwasser ausgeübte Druck auf, wodurch sowohl die Tendenz des Wassers, zwischen der Scheibe 10 und der Platte 28 bzw. der Wand 29 zu entweichen als auch die die Abdichtung hervorrufende Wirkung des Hebels 24 an der Platte 28 beendet wird. Die Zubereitung des Espresso-Kaffees ist infolgedessen abgeschlossen.

Um eine weitere Menge Espresso-Kaffee zuzubereiten, werden die oben beschriebenen Bewegungen wiederholt. Insbesondere wenn, wie oben beschrieben, durch Bewegung des Hebels 1 über den Hebel 3 der Eintritt des Wassers in.die Leitung 42 in Richtung des Pfeiles S bewirkt wird, während das Wasser aus dem Zylinder 44 in Richtung des Pfeiles 51 gestattet ist, treibt der Arbeitskolben 6 bei seiner Aufwärtsbewegung das Wasser aus dem Zylinder 44.

Claims (3)

Patentansprüche: 35

1. Selbsttätige Kaffeemaschine zur portionsweisen Zubereitung von Espresso-Kaffee durch Hindurchleiten von unter hohem Druck stehendem heißem Brühwasser durch gemahlenen Kaffee, der in aufeinanderfolgende zylindrische, im Kreis angeordnete Kammern einer sich intermittierend drehenden Scheibe eingebracht wird, die die Kammern nacheinander in eine Brühstellung unterhalb der Brühwasserzufuhr führt, dadurch gekennzeichnet, daß in der Brühstellung der jeweiligen Kammer (11) oberhalb von dieser zur Verdichtung des Kaffeepulvers ein Verdichtkolben (18) mit axialen Durchlässen lotrecht verschiebbar angeordnet ist, daß der Ver dichtkolben (18) an seinem oberen Kolbenenc mit einem in einem Zylinder entgegen der Wii kung einer Feder (32) verschiebbaren und vo oben durch Niederdruckwasser beaufschlagbare Kolben (15) verbunden ist, daß ein gleichfal! durch das Niederdruckwasser parallel zum Kolbe: (15) verlagerbarer Kolben (7) in seiner Bewegun zeitlich mit der Verdichtung des Kaffeepulver abgestimmt ist und bei seiner Aufwärtsbewegun: eine Zuleitung (45) zu einem Raum (17) für da heiße Brühwasser freigibt, der andererseits mi den axialen Durchlässen des Verdichtkolbens (18 verbunden ist, und daß der Kolben (7) über einer großflächigen, an ihm festen Arbeitskolben (6 das Brühwasser im Raum (17) durch das Niederdruckwasser unter hohen Brühdruck setzt, der zusätzlich über einen mit dem Kolben (7) gleichachsigen mehrteiligen Hebel die Dichtringe (22. 23) an den Rändern der Kammer (11) währenc des Brühvorganges zusammendrückt.

2. Selbsttätige Kaffeemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiebbare Stirnwand des Raumes (17) durch die Stirnfläche eines mit dem Kolben (7) achsengleich verschiebbaren Kolbens (26) gebildet ist, an dem der zum Zusammendrücken der Dichtringe (22. 23) dienende Hebel (24) mit einem Ende angelenkt ist, daß der Hebel in einem nahe seiner Mitte liegenden Teil auf einer ortsfesten Stütze (37) aufliegt und mit dem anderen freien Ende auf eine von unten gegen die Dichtringe drükkende, bewegliche Platte (28) einwirkt, wobei der Hebelarm zwischen dem Anlenkpunkt (27) am Kolben (26) und dem Stützpunkt größer ist als der Hebelarm zwischen Stützpunkt und Anlagepunkt an der beweglichen Platte.

3. Selbsttätige Kaffeemaschine nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der den Arbeitskolben (6) führende Zylinder (44) und der vom Brühwasser durchsetzte Raum (17) achsengleich in der vertikalen Drehachse der sich intermittierend drehenden Scheibe (10) angeordnet sind und daß der Hebel (24) und dessen ortsfeste Stütze (37) senkrecht dazu in einer Ebene liegen, welche die Drehachse der Scheibe und die Achse der sich in der Brühstellung befindlichen Kammer (11) schneidet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen