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DE69022847T2 - Aufbrühvorrichtung für geschlossene Portionspackungen. - Google Patents

Aufbrühvorrichtung für geschlossene Portionspackungen.

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DE69022847T2
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DE
Germany
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injection member
portion pack
brewing
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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufbrühen von geschlossenen Portionspackungen für die Zubereitung eines Getränks in einem Portionspackungshalter für eine Kaffeemaschine, umfassend ein Einspritzorgan und am Umfang des Einspritzorgans eine zu diesem senkrechte kreisförmige Fläche, die aus einem Werkstoff besteht, der beim Aufbrühen der geschlossenen Portionspackung die Abdichtung gewährleistet.
  • Die Patentschrift EP 242 556 betrifft eine Vorrichtung zum Aufbrühen von Portionspackungen, die einen hohlen zylindrischen Körper aufweist, dessen Innenform sich im wesentlichen an die Außenform der aufzubrühenden Portionspackung anschmiegt und der in seinem oberen Teil in der Achse des Zylinders ein Einspritzorgan und auf seinem äußeren Teil eine Feder aufweist, die einen Ring zum Freigeben der Portionspakkung nach dem Aufbrühen hält. Mit einer solchen Vorrichtung kann ein Kaffee mit guter Qualität hergestellt werden, sie ist jedoch nur mit einem einzigen Typ und einer einzigen Form von Portionspackung verwendbar, die an die Innenform des hohlen Zylinders genau angepaßt ist.
  • Das Gebrauchsmuster DE-GM 7430109 betrifft eine elektrische Kaffeemaschine zur Herstellung von Kaffee aus Portionspackungen aus Filterpapier. Dieses System erfordert kein spezielles System zur Befestigung des Portionspackungshalters mit der übrigen Maschinen Das Patent EP 70403 betrifft ebenfalls eine Kaffeemaschine zum Aufbrühen von Portionspackungen auf der Basis von Filterpapier. In diesem Fall ist kein System zur Perforierung des oberen Teils der Kapsel vorgesehen.
  • Die erfindungsgemäße Aufbrühvorrichtung ist viel universeller anwendbar und gestattet das Aufbrühen von Portionspackungen mit verschiedenen Formen und Größen. Sie hat einen relativ einfachen Aufbau und gewährleistet auf sichere Weise eine gute Reproduzierbarkeit des Aufbrühens von geschlossenen Portionspackungen.
  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufbrühen von geschlossenen Portionspackungen für die Zubereitung eines Getränks in einem Portionspackungshalter für eine Kaffeemaschine, umfassend einen Befestigungskäfig mit Klemmrampen für den Portionspackungshalter, wobei der Befestigungskäfig zum Einspritzorgan koaxial ist, die Achse der Löcher des Einspritzorgans mit der Horizontalen einen Winkel von 0 bis 25º bildet und die kreisförmige Fläche auf dem Umfang des Einspritzorgans eine zum Einspritzorgan konzentrische kreisförmige Bohrung aufweist.
  • Die kreisförmige Fläche besitzt eine zum Einspritzorgan konzentrische kreisförmige Vertiefung, und zwar insbesondere im Fall des Aufbrühens einer Portionspackung mit einer gewölbten Oberseite. Die Fläche ist jedoch immer in dem Bereich eben, in dem die Abdichtung der Portionspackung stattfindet, d.h. in der dem Umfang der Portionspackungen nahe gelegenen Bereich.
  • Das Einspritzorgan besteht aus einer Einspritznadel, die die doppelte Funktion hat, die Oberseite der Portionspackung zu perforieren und Wasser einzuspritzen. Das Einspritzorgan besitzt 1 bis 10, vorzugsweise 4 bis 8 Löcher, die gleichmäßig auf dem Umfang dieses Organs und ggf. auf 2 Ebenen verteilt sind. Die Achse der Löcher des Einspritzorgans bildet mit der Horizontalen einen Winkel von 0 bis 25º. Unter Horizontale versteht man die von der ebenen kreisförmigen Flasche gebildete Ebene.
  • Unter Winkel versteht man den Winkel, der über der Ebene der Horizontalen gebildet wird.
  • Das Wasser wird auf diese Weise dank der Geometrie der Löcher der Nadel in den oberen Teil der Portionspackung gerichtet, so daß es, nachdem es oben an der Portionspackung reflektiert wurde, gleichmäßig auf die ganze Fläche der Portionspackung verteilt wird.
  • Die Ausrichtung der Löcher der Einspritznadel ist günstig, da sie die Verwendung von Portionspackungen gestattet, die unterschiedliche Größen und unterschiedliche Verhältnisse Höhe/Durchmesser, und zwar insbesondere kleine Verhältnisse (von 1 bis 0,12), und relativ wenig verdichtete Kaffeebette haben.
  • Dadurch, daß das von den wenigen Löchern der Nadel eingespritzte Wasser leicht nach oben geleitet wird, wird es im oberen Bereich der Portionspackung reflektiert und rum Kaffeebett zurückgeführt, indem es wesentlich stärker gestreut ist. So tritt das Wasser nach partieller Streuung und nicht mehr in Form von einigen lokalisierten Strahlen mit dem Kaffeebett in Kontakt.
  • Diese Erscheinung ist während der ersten Sekunden des Aufbrühens wichtig, in denen das Kaffeebett nicht stabilisiert ist. Außerdem ist diese Streuung günstig, wenn man eine Streuung und Verringerung der kinetischen Energie des eingespritzten Wassers wünscht, um das Kaffeebett nicht zu stark zu verdichten und so die Gefahr einer Verstopfung des Kaffeebetts unter einem zu großen Druck zu vermeiden. Indem es sich leicht verdichtet, gibt das Kaffeebett in der Portionspackung Raum frei, der nun vom Wasser eingenommen wird.
  • Anschließend während der weiteren Extraktion werden die Wasserstrahlen mehr oder weniger in dieses Wasservolumen freigegeben und werden in keinem Fall direkt auf den Kaffee gerichtet.
  • Die Löcher des Einspritzorgans haben einen Durchmesser von 0,2 bis 1,5 mm. Sie müssen lang genug sein, um einen guten Wasserzutritt und einem Druck zu gestatten, der bis zu 20 bar gehen kann, und dürfen jedoch nicht zu groß sein, um jede Gefahr zu vermeiden, daß Kaffeesatz nach dem Aufbrühen zurückfließt.
  • Um ein gutes Eintreten des Wassers in die Portionspackung bei der Extraktion sicherzustellen, sind die Löcher des Einspritzorgans in einem Abstand von 3 bis 8 mm von der kreisformigen Fläche angeordnet.
  • Der Abstand des unteren Endes des Einspritzorgans von dem unteren abgewinkelten Rand der Klemmrampe ist mindestens gleich der Dicke der Klemmrampe, und zwar beispielsweise mindestens 5 mm, und kann, je nach den Konfigurationen der Portionspakkungshalter und der Portionspackungen bis zu 25 mm gehen. Das Ziel ist, einen minimalen und möglichst sauberen Einriß der Oberseite der aufzubrühenden Portionspackung zu erhalten, um eine Verschmutzung der Aufbrühvorrichtung durch den Kaffeesatz bei der Entnahme der Portionspackung nach dem Aufbrühen zu vermeiden.
  • Um die Portionspackung in der Aufbrühvorrichtung zu halten, wird ein Portionspackungsträger benutzt, dessen Innengeometrie je nach der Größe der benutzten Portionspackungen veränderlich ist. Er besitzt zwei diametral einander entgegengesetzte Klemmlappen, die vorgesehen sind, um über die Klemmrampen des Befestigungskäfigs zu greifen. Die Öffnung der Klemmrampe muß gegenüber der Breite der Klemmlappen des Portionspackungsträgers so klein wie möglich sein, um eine bessere Zentrierung der Portionspackung, bevor sie durch das Wassereinspritzorgan perforiert wird, zu begünstigen. Die Abdichtung der Aufbrühvorrichtung nach dem Festklemmen des Portionspackungshalters im Befestigungskäfig wird dadurch erreicht, daß der Außenkranz der Portionspackungen an die ebene kreisförmige Fläche der erfindungsgemäßen Vorrichtung angepreßt wird. Diese kreisförmige Fläche besteht aus einem Werkstoff, der eine gute Dichtheit gewährleistet, und zwar aus einem nachgiebigen Material, wie natürlicher oder synthetischer Gummi, oder aus einem starren Material, wie mit PTFE (Teflon) beschichtetes Inox oder gefülltes PTFE .
  • Die Verwendung von mehreren Typen oder Größen von Portionspackungen an ein und derselben Aufbrühvorrichtung wird dadurch möglich, daß Portionspackungshalter benutzt werden, deren innerer Teil für Portionspackung spezifisch ist, während der äußere Teil, der allen Modellen gemeinsam, mit den Befestigungskäfig kompatibel ist.
  • Insbesondere kann man die Portionspackungen verwenden, die Gegenstand der von der Anmelderin unter der Nummer 90114404 eingereichten europäischen Patentanmeldung mit dem Titel "Cartouche fermée pour la confection d'une boisson, son procede et son dispositif de fabrication" sind. Man kann auch die Aufbrühvorrichtung benutzen, die Gegenstand der von der Anmelderin unter der Nummer 90114401 eingereichten europäischen Patentanmeldung mit dem Titel "Procédé d'extraction de cartouches fermées et dispositif pour sa mise en oeuvre" sind.
  • Nach dem Aufbrühen geht die Entnahme der Portionspackungen einfach vor sich: Lösen des Portionspackungshalters und Entnahme der Portionspackung durch einfaches Wenden des Portionspackungshalters.
  • In der folgenden Beschreibung wird auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen. In diesen zeigen:
  • Fig. 1 einen Schnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung,
  • Fig. 2 eine Ansicht der Vorrichtung von Fig. 1 von unten und
  • Fig. 3 ein Schnitt durch das komplette System zum Aufbrühen von Portionspackungen der Vorrichtung von Fig. 1.
  • Die Figuren 1 und 2 zeigen eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Diese Vorrichtung 20 besitzt ein Wassereinspritzorgan 21, das Wasseraustrittsöffnungen oder - löcher 22 aufweist, die mit der Horizontalen einen Winkel α bilden. Im Fall von Fig. 1 ist dieser Winkel 20º. Sie besitzt außerdem einen Befestigungskäfig 23 mit Klemmrampen 24 und am Umfang des Einspritzorgans 21 eine kreisförmige Fläche 25. Diese Fläche ist in drei Zonen geteilt: zwei ebene Teile, von denen sich der eine (26) in der Mitte und der andere (28) am Umfang befindet, und eine kreisförmige Vertiefung 27, die im Fall des Aufbrühens einer Portionspackung vorgesehen ist, die eine gewölbte Oberseite besitzt. Der äußere Bereich 28 muß eben sein, um beim Aufbrühen eine gute Abdichtung zu gewährleisten. Die Zone im Bereich 26 ist erforderlich, denn beim Durchbohren der Portionspackung verformt man die obere Membran nach unten, wobei dieser Bereich 26 diese Verformung kompensiert, um das Zurückströmen von Kaffeesatz bei der Entnahme der Portionspackung nach dem Aufbrühen zu vermeiden.
  • In Fig. 1 ist außerdem der Abstand zwischen dem unteren Ende des Einspritzorgans und dem unteren abgewinkelte Rand der Klemmrampe des Befestigungskäfigs dargestellt. Im Falle dieser Konfiguration beträgt h = 10 mm.
  • Das komplette Aufbrühsystem (Fig. 3) umfaßt außerdem einen Portionspackungshalter 10 mit zwei Klemmrampen 11, die auf die Rampen 24 treten. Der Portionspackungshalter besitzt eine Kammer zur Aufnahme der Portionspackung 1 und unter dieser Kammer eine feststehende zentrale Nadel 12 und radiale Rippen 13, die die untere Wand 17 und das Filter 4 der aufzubrühenden Portionspackung tragen. Der Griff 14 gestattet eine bequeme Handhabung des Portionspackungshalters.
  • Man setzt die Portionspackung 1, die Kaffee 30 enthält, in den Portionspackungshalter 10 ein und führt diesen in den Befestigungskäfig 23 ein, wobei das Wassereinspritzorgan 21 die Oberseite der Portionspackung 1 durchbohrt.
  • Das Wasser tritt über die Öffnungen 22 des Wassereinspritzorgans 21 ein und benetzt das ganze Kaffeebett 30. Unter der Wirkung des Wasserdrucks verformt sich die Unterseite 17 der Portionspackung und kommt auf der zentralen Nadel 12 zum Aufliegen. Die Seite zerreißt, wenn sie ihre Reißspannung erreicht. Das Filter 4 verformt sich ebenfalls, hat jedoch eine solche Dicke, daß es nicht zerreißt. Die eigentliche Aufbrühung kann nun beginnen. Der Kaffee tritt durch die Öffnungen 31 des Portionspackungshalters 10 aus.
  • Die Fläche 25 aus Gummi gewährleistet eine gute Abdichtung während des Aufbrühens und die nach oben gerichteten Öffnungen 22 der Portionspackung gestatten eine gute Benetzung des Kaffeebetts.

Claims (7)

1. Vorrichtung zum Aufbrühen von geschlossenen Portionspakkungen für die Zubereitung eines Getränks in einem Portionspackungshalter für eine Kaffeemaschine, umfassend ein Einspritzorgan (21) und am Umfang des Einspritzorgans eine zu diesem Einspritzorgan senkrechte, kreisförmige Fläche (25), die aus einem Werkstoff besteht, der beim Aufbrühen der geschlossenen Portionspackung die Abdichtung gewährleistet, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Befestigungskäfig (23) mit Klemmrampen (24) für den Portionspackungshalter besitzt, wobei dieser Befestigungskäfig zu dem Einspritzorgan koaxial ist, daß die Achse der Löcher (22) des Einspritzorgans mit der Horizontalen einen Winkel von 0 bis 25º bildet und daß die kreisförmige Fläche am Umfang des Einspritzorgans eine kreisförmige Vertiefung (27) aufweist, die zu dem Einspritzorgan konzentrisch ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kreisförmige Fläche (26) am Umfang des Einspritzorgans eben ist.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Einspritzorgan (21) 1 bis 10, vorzugsweise 4 bis 8 Löcher besitzt.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher (22) des Einspritzorgans einen Durchmesser von 0,2 bis 1,5 mm haben.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher (22) des Einspritzorgans in einem Abstand von 3 bis 8 mm von der kreisförmigen Fläche entfernt angeordnet sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (h) des unteren Endes des Einspritzorgans vom unteren abgewinkelten Rand der Klemmrampe 5 bis 25 mm beträgt.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff der kreisförmigen ebenen Fläche (25) Gummi oder mit Teflon beschichteter Stahl ist.
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