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Armatur für Espressomaschinen
Die Erfindung betrifft eine Armatur für Espressomaschinen, die in bekannter Weise aus einem mit einer Einfüllöffnung für das Kaffeepulver, einer Eintrittsöffnung für das Brühwasser, einer Austrittsöffnung für das fertige Kaffeegetränk und einer Austrittsöffnung für das ausgelaugte Kaffeepulver versehenen Zylinder besteht. in dem ein Kolben axial verschiebbar ist. Die erfindungsgemässe Armatur ist dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Kolbens ein als Brühkammer dienender Zwischenraum vorgesehen ist und dass die Eintrittsöffnung für das Brühwasser und die Austrittsöffnung für das fertige Kaffeegetränk bzw. eine Eintrittsöffnung für das Spülwas- ser und die Austrittsöffnung für das ausgelaugte Kaffeepulver diametral zueinander in der Zylinderwand angeordnet sind.
Im Rahmen der Erfindung sind zwei parallel angeordnete Kolben vorgesehen, welche mittels eines
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Es gehört ferner zum Stand der Technik, einen Kolben mit einem in einem Hilfszylinder gleitenden, von Druckwasser beaufschlagten Antriebskolben zu kuppeln, wobei das Druckwasser von einem Kolbenschieber gesteuert wird. Unter Anwendung dieses bekannten Antriebes und dieser bekannten Steuerung erstreckt sich die Erfindung darauf, dass dem mit dem Kolbenschieber gekuppelten Betätigungshebel od. dgl. Anschläge zugeordnet sind, welche auf den verlängerten Kolbenstangen der Antriebskolben sitzen und zur Steuerung der in den Druckwasser-, Brühwasser-und Spülwasserkanälen eingebauten Ventile vorgesehen sind. Erfindungsgemäss ist hiebei vorgesehen, dass das Betätigungsorgan in einer Parallelebene zu den Kolbenachsen schwenkbar angeordnet ist und einen zur Einfüllung des Kaffeepulvers dienenden Dosier- apparat trägt.
Die erfindungsgemässe Armatur gestattet, gegenüber den bisher bekannten Ausschankhähnen für Espressomaschinen eine bisher nicht erreichte Zahl von Kaffee-Portionen in einer bestimmten Zeit auszuschenken, ohne dass die Güte des Getränkes darunter leidet. Die Heisswasserspülung des Kolbenraumes nach dem selbsttätigen Ausstossen des ausgelaugten Kaffeepulvers durch das Spülwasser sichert einerseits ein stets einwandfreies Arbeiten der Brühkolben und verhütet anderseits bei längerem, ununterbrochenem Betrieb eine Geschmacks- und Aromaverschlechterung des ausgeschenkten Getränkes.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt ; das erste Beispiel umfasst die Fig. 1 - 4, das zweite die Fig. 5 - 10. Es zeigt Fig. 1 einen Schnitt nach der Linie A-A in Fig. 2, wobei ein davorliegendes Ritzel ebenfalls im Schnitt gezeichnet ist, Fig. 2 eine Draufsicht auf die Armatur, Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie B-B in Fig. 2, Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie C-C in Fig. 2, Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie D-D in Fig. 6 mit dem einen Kolben unter der Zylinderöffnung zum Einfüllen des Kaffeepulvers, Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie E-E in Fig. 5 mit dem gleichen Kolben in der Einfüllstellung und mit dem andern Kolben in seiner rechten Endstellung, Fig. 7 einen Schnitt nach der Linie D-D in Fig. 6 mit dem ersten Kolben in der linken Endstellung, Fig.
8 einen Schnitt nach der Linie E-E in Fig. 5 mit dem ersten Kolben in der rechten Endstellung, Fig. 9 einen Schnitt nach der Linie D-D in Fig. 6 mit dem ersten Kolben in der rechten Endstellung, Fig. 10 einen Schnitt nach der Linie E-E in Fig. 5 mit dem ersten Kolben in der rechten Endstellung und mit dem zweiten Kolben in der Einfüllstellung.
Bei dem in den Fig. 1-4 dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei Brühkolben in Zylindern 1 und 2 geführt. Jeder Kolben besitzt zwei Scheiben, von denen die eine fest, die andere in axialer Richtung ver-
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schiebbar auf der gemeinsamen Kolbenstange angeordnet ist. Die Scheiben des ersten Kolbens sind mit
3 und 4, diejenigen des zweiten Kolbens mit 5 und 6 bezeichnet, wobei 4 und 6 die festen und 3 und 5 die losen Scheiben sind. Diese besitzen auf der linken Seite eine Nabe, über welche je eine Hülse 7 und
8 geschraubt ist. Die aus den losen Scheiben herausragenden Enden 9 der Kolbenstangen sind auf den ! Durchmesser der Hülsenbohrung erweitert und schliessen zwischen sich und des hülsenboden je eine Druck- feder 10 ein. 11 und 12 sind die Dichtungen der Kolbenscheiben.
Der rechte Teil der Kolbenstangen ist als Zahnstange 13 ausgebildet und steht über je ein Ritzel 14 mit einemZahnradsegment 15 in Antriebs- verbindung. Letzteres sitzt auf dem einen Ende einer Welle 16, an deren anderem Ende ein Hebel 17 auf- gezogen ist. Die Welle 16 ist in einer die beiden Zylinder 1 und 2 tragenden Platte 18 gelagert. Diese
Anordnung ermöglicht, die Brühkolben in entgegengesetzter Richtung zu bewegen.
Auf der Oberseite der Platte 18 sind zwei Schiebergehäuse 19 und 20 befestigt, von denen jedes einen in axialer Richtung verschiebbaren Kolben 21 und 22 aufweist, der an beiden Enden über das Schieber- gehäuse 19 bzw. 20 vorsteht. Auf der linken Seite ist je eine Hülse 23 bzw. 24 auf das Ende des Gehäuses
19 bzw. 20 aufgeschraubt, wobei je eine Druckfeder 25 zwischen dem Kolben 21 bzw. 22 und dem Hül- senboden eingeschlossen ist. Die Feder 25 drückt die Kolbenschieber 21 und 22 bis zum Anschlag der er- weiterten Kolbenenden an den Schiebergehäusen 19 und 20 nach rechts, so dass sie auf dieser Seite aus den letzteren herausragen. Ein am Hebel 17 angebrachter, in der Ebene der Kolben 21 und 22 liegender
Anschlag 26 ist den aus den Schiebergehäusen 19 und 20 herausragendenKolbenenden zugeordnet.
Auf der Platte 18 sind bei 27, 28 Anschlüsse für das Brühwasser und bei 29, 30 solche für das Spülwas- ser vorgesehen. Entsprechende Kanäle durchsetzen die Platte 18 und treffen auf gleichbezeichnete Kanäle in den Schiebergehäusen 19, 20. Neben diesen Brüh- und Spülwassereintrittskanälen sind in den Schieber- gehäusen 19. 20 noch die entsprechenden Austrittskanäle 31, 32 und 33, 34 vorhanden, welche die Platte 18 in horizontaler Richtung durchqueren und, wie in Fig. 2 gezeigt ist, an der den Endlagen der Brühkolben entsprechenden Stelle die Zylinderwand durchsetzen und in ein den von den Kolbenscheiben 3, 4 und 5, 6 gebildeten Zwischenraum überdeckendes Wasserverteilsieb 35 und 36 bzw.
35 ! und 36'einmünden. Die
Kanalübergänge aus der Platte 18 in die Schiebergehäuse 19, 20 und in die Zylinder 1, 2 sind durch nicht bezeichnete Gummizwischenlagen abgedichtet. Die Kolbenschieber 21 und 22 besitzen je zwei Quer- schnittsverengungen, deren Längen den Abständen der Kanalmündungen 27, 31 und 29, 33 bzw. 28, 32 und
30, 34 in den Schiebergehäusen entsprechen. 37 sind die die Querschnittsverengungen begrenzenden Dich- tungsringe.
Jeder der Zylinder 1 und 2 weist in der Mitte der Kolbenwege einen Trichter 38 auf, durch den das
Kaffeepulver zwischen die Kolbenscheiben 3, 4 und 5, 6 eingefüllt wird. In der linken Endlage der Brüh- kolben ist gegenüber dem von den Scheiben 3, 4 und 5, 6 gebildeten Zwischenraum in der Wand der bei- den Zylinder 1 und 2 eine Öffnung vorgesehen, die durch je ein Sieb 39 bzw. 40 abgeschlossen wird. Un- terhalb dieser Siebe ist ein in einen gemeinsamen Ausschank-Stutzen 41 mündender Verbindungskanal42 vorgesehen. In der rechten Endlage der Brühkolben ist unten, gegenüber dem von den Scheiben 3, 4 und 5. 6 gebildeten Zwischenraum, je eine Öffnung 43, 44 in der Wand der Zylinder 1 und 2 vorhanden. Die Öffnungen 43, 44 führen zu einem gemeinsamen Ablauf 45.
Zu letzterem führen ebenfalls je zwei in die
Wände der Zylinder 1 und 2 gebohrte Kanäle 46, die gegenüber den festen Scheiben 4, 6 der in der linken
Endlage sich befindenden Kolben beginnen und in dieser Lage von den genannten Scheiben verdeckt wer- den, wie in Fig. 1 gezeigt ist.
Die Wirkungsweise der beschriebenen Bauart ist folgende :
Wenn der Hebel 17 parallel zu den Kolbenachsen liegt, befinden sich die beiden Kolben in der Mitte ihres Weges und mit dem von den Scheiben 3, 4 und 5, 6 gebildeten Zwischenraum genau unterhalb den Einfülltrichtern 38. Angenommen. die Scheibenzwischenräume der beiden Kolben seien leer und es werde, auf Fig. 2 bezogen, der erste, d. h. der vordere Kolben mit frischem Kaffeepulver gefüllt.
Wird nun der Hebel 17 in die in Fig. 2 gezeigte Stellung gebracht, so geht der erste Brühkolben mit den Scheiben 3, 4 in die linke und der zweite, d. h. der hintere Brühkolben mit den Scheiben 5, 6 in die rechte Endlage, wobei die vordere Seite des Anschlages 26 am vorspringenden Ende des Kolbenschiebers 21 ansteht und diesen entgegen der Wirkung der Feder 25 in die In Fig. l gezeichnete Stellung drückt, bis der Anschlag 26 amSchiebergehäuse 19 ansteht. Dadurch gelangt das Brühwasser vom Anschluss 27 auf der Platte 18 durch den Anschluss 27 am Schiebergehäuse 19 in die linke Verengung des Kolbens 21 und sodann aus dem Austrittskanal 31 am Schiebergehäuse 19 in die Platte 18, in der ein Kanal das Brühwasser zum Brühwasserverteilsieb 35 führt.
Das Brühwasser wird unter Druck durch das Kaffeepulver gepresst, läuft als fertiges Kaffeegetränk in den Verbindungskanal 42 und durch den Ausschank-Stutzen 41 in eine darunter gestellte Tasse. Anderseits gelangt das Spülwasser bei dem Anschluss 29 durch die Platte 18 in das Schieberge-
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häuse 19, von da in die rechte Verengung des Kolbens 21 und zu dem Ausgang 33 und fliesst durch das
Verteilsieb 36'in den von den Scheiben 5, 6 gebildeten Zwischenraum.
Bei Erreichen der linken Endlage des ersten Kolbens liegt die Scheibe 3 an dem für beide Zylinder gemeinsamen Deckel 50 an. Die für die Verschiebung des Kolbenschieber 21 erforderliche zusätzliche
Bewegung des Hebels 17 bewirkt ebenfalls eine zusätzliche Bewegung der Kolbenstange 9,13. Da die
Scheibe 3 am Deckel 50 anliegt, wird nur die Scheibe 4 von der Kolbenstange mitgenommen und drückt das Kaffeepulver zusammen. Das Zusammendrücken des Kaffeepulvers und das Öffnen des Brühwasser- durchganges erfolgt im gleichen Augenblick.
Wenn die Tasse mit Kaffee gefüllt ist, wird der Hebel 17 wieder in die Mittellage, d. h. parallel zu denBrühkolbenachsen gestellt und in den zweiten Kolben. d. h. in den Zwischenraum zwischen den Schei- ben 5, 6 die einer Kaffee-Portion entsprechende Kaffeepulvermenge eingefüllt. Die Verstellung des He- bels 17 in die Mittellage bewirkt, dass der Anschlag 26 das rechte Ende des Kolbenschiebes 21 freigibt und die Feder 25 sein linkes Ende bis zum Anschlag am Schiebergehäuse 19 nach rechts drückt.
Dadurch wird der Kolben 21 in eine solche Lage gebracht, dass die linke Kolbenverengung zwischen den Brühwasser- eintrittskanal 27 und den Spülwasseraustrittskanal 33 und die rechte Kolbenverengung rechts vom Spülwas- sereintrittskanal 29 zu liegen kommen, wodurch sowohl der Brühwasserstrom nach dem ersten, als auch der Spülwasserstrom nach dem zweiten Brühkolben unterbrochen werden. Beim Rückgang der beiden Brush- kolben in ihre Mittelstellung gibt die Scheibe 4 den Eingang der beiden Kanäle 46 frei, so dass der im Zwischenraum zwischen den Scheiben 3 und 4 herrschende Druck sofort auf Null zurückgeht.
Dadurch wird verhindert, dass erst beim Vorbeigang des ersten Kolbens am Trichter 38 die Entspannung eintritt, wodurch das ausgelaugte Kaffeepulver durch diesen aus der Armatur geworfen werden könnte.
Wird im weiteren Verfahren der Hebel 17 in die der gezeichneten Stellung entgegengesetzte Lage gebracht, so spielen sich folgende Vorgänge ab :
Die beiden Brühkolben wechseln ihre vorher eingenommenen Endlagen. Die Scheiben 5, 6 befinden sich nun am linken und die Scheiben 3, 4 am rechten Ende der Kolbenwege. Der Kolbenschieber 22 nimmt die aus Fig. 1 ersichtliche Stellung des Kolbens 21 ein. Dabei wird das Kaffeepulver im Zwischenraum zwischen den Scheiben 5, 6 (wie bereits beschrieben) zusammengepresst. Gleichzeitig gelangt das Brühwasser vom Brühwassereintrittskanal 28 durch die linke Verengung des Kolbenschieber 22 zum Brühwasseraustrittskanal 32 und von da durch das Verteilsieb 36 in den Zwischenraum zwischen den Scheiben 5, 6.
Sodann durchsetzt das Brühwasser das Kaffeepulver, gelangt in den Sammelkanal 42 und den AusschankStutzen 41 und schliesslich als Kaffee in die Tasse. Ausserdem fliesst das Spülwasser vom Spülwassereintrittskanal 30 zur rechten Verengung des Kolbenschieber 22 und durch den Spülwasseraustrittskanal 34 zum Verteilsieb 35'und in den Zwischenraum zwischen den Scheiben 3, 4, wobei gleichzeitig das ausgelaugte Kaffeepulver durch das Spülwasser in den Stutzen 43 und den Ablauf 45 ausgestossen wird und anschliessend der Scheibenzwischenraum ausgespült wird.
Nach der Füllung der Tasse aus dem zweiten Brühkolben wird der Hebel 17 wieder in seine Mittelstellung gebracht. Dabei wird der Druck im Zwischenraum zwischen den Scheiben 5, 6 zufolge der Freigabe zweier, den Kanälen 46 entsprechender Kanäle (in der Zeichnung der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt) durch die Scheibe 6 auf den Wert Null reduziert und die Brüh-und Spülwasserkanäle werden durch den Kolbenschieber 22, in analoger Weise wie oben für den Kolbenschieber 21 beschrieben, gesperrt.
Es erfolgt alsdann das Einfüllen des Kaffeepulvers in den ersten Brühkolben, das Bewegen des Hebels 17 in die in Fig. 2 gezeichnete Stellung usw., worauf die daraus folgenden Vorgänge wie bereits beschrieben ablaufen.
Für die Zubereitung eines schmackhaften und aromatischen Kaffees ist es unerlässlich, dass sich sämt- liche der Zubereitung dienenden Teile vor dem Brühen in möglichst heissem Zustande befinden. Zu diesem Zwecke ist die Tragplatte 18 der Zylinder 1 und 2 mit einem besonderen Heisswasser-Zirkulationskanal 51 versehen, der an einen Heisswasserkessel anschliessbar ist. Die Platte 18 überträgt ihre Wärme auf die Zylinder 1 und 2 und die beiden darin eingeschlossenen Brühkolben, so dass ein ständiges Warmhalten der ganzen Armatur gewährleistet ist.
Im zweiten Ausführungsbeispiel nach den Fig. 5-10 sind die Kolben mit 101, 102 und die Zylinder mit 103, 104 bezeichnet. Neben den letzteren ist je ein Druckwasserzylinder 107 bzw. 108 angeordnet.
Die Kolbenstangen 105, 106 durchsetzen die Trennwand zwischen Brüh- und Druckwasserzyl1nder. sowie den Druckwasserzylinderboden und tragen innerhalb der Zylinder 107, 108 je einen Kolben 109 bzw. 110.
Auf den aus den Druckwasserzylindern herausragenden Enden der Kolbenstangen sitzt je ein in axialer Richtung verstellbarer Anschlag 111 bzw. 112, der durch eine haarnadelförmige Feder 113 und 114 gegen einen zwischen den Druckwasserzylindern vorspringenden Stab 115 gedrückt wird. Ungefähr in der
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Der mit dem Brühkolben 102 verbundene Druckkolben 110 wird durch das Druckwasser in die dem Druckkolben 109 entsprechende, in Fig. 5 gezeigte Stellung gebracht, in der der Anschlag 112 den Ventilschaft 134a gegen den Sitz des Ventiles 134 drückt und so denDruckwasserzulauf nach dem Zylinder 108 sperrt, wodurch der Druckkolben 110 in seiner Stellung verharrt. Der Brühkolben steht dabei unter der Öffnung 117 des Brühzylinders 104 und ist zur Aufnahme von Kaffeepulver bereit.
Bei der Umstellung des Dosierapparates in die Brühstellung wird der Anschlag 112 durch die Scheibe 123 vom Ventilschaft 134a abgehoben, wodurch das Ventil 134 vom Druckwasser geöffnet wird, welches durch einen dem Kanal 141 entsprechenden, in den Zeichnungen nicht sichtbaren Kanal in den Druckwasserzylinder 108 gelangt und die Kolben 102 und 110 in die linke Endstellung verschiebt. Bei diesem Vorgang bleibt die Stellung des Ventiles 133 unverändert, so dass der Brühkolben 101 in seiner rechten Endläge verbleibt.
Beim Einlauf des Anschlages 112 in die linke Endstellung drückt dieser auf den Betätigungsstift 130 des Ventiles 128, wodurch dieses geöffnet wird ; das Ventil 127 hingegen bleibt unter dem Einfluss seiner Feder geschlossen. Nunmehr fliesst das Brüh- und Spülwasser vom Eintrittskanal 148 durch den Kanal 149 zum Ventil 128 und von dort durch die Kanäle 160, 161 und 162 zum Brühkolben 101, um das Kaffeepulver auszuspülen. Gleichzeitig strömt das Brühwasser durch die Kanäle 161 und 163 zum frischen Kaffeepulver im Brühkolben 102 und fliesst als fertiges Getränk bei 155 ab.
Ein Umschwenken des Dosierapparates über die Öffnung 116 bewirkt, dass der Lappen 122b den Steuerkolben 118 in die in Fig. 6 gezeigte Stellung verschiebt. Dadurch gelangt Druckwasser vom Druckwassereintrittskanal 135 zum Steuerkolbeneintrittskanal 136 und aus dem Steuerkolbenaustrittskanal 137 durch Kanäle 138,139 aus dem Gehäuse 119. Dieses Druckwasser strömt über das Ventil 133 durch den Ventilraum 140 und den Kanal 141 in den Druckzylinder 107. Der Druckkolben 109 und damit der Brühkolben 101 werden nach links gedrückt. Der Anschlag 111 läuft mit, bis er am Ventilschaft 133a ansteht und das Ventil 133 schliesst. Infolgedessen stehen die Kolben 109 und 101 in der in Fig. 5 gezeichneten Lage still.
Während dieses Vorganges wird der Brühkolben 102 von seiner linken in die rechte Endlage gebracht, wobei das Druckwasser bei einer dem Eintrittskanal 142 entsprechenden Stelle des Druckwasserzylinders 108 in den letzteren gelangt und die Kolben 110 und 102 nach rechts bewegt. Das Ventil 134 bleibt während des ganzen Hubes zufolge des sich von ihm entfernenden Anschlages 112 offen.
Damit ist ein vollständiger Hin-und Hergang des Brühkolbens 101 und der dazu erforderlichen Wege
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wegung des Brühkolbens 102.
Ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, können die einzelnen Bauelemente auch anders gestaltet sein, als in den Zeichnungen dargestellt ist. So könnten, statt der handbetätigten Hebel und der Druckwasserkolben, auch pneumatische oder elektrische Mittel vorgesehen sein, welche die Brühkolben in Bewegung setzen und in ihre wechselnden Arbeitsstellungen bringen. Die Brühkolben könnten auch durch Ausbohren eines vollen Kolbens erhalten werden.
Im weiteren könnte für das aus denDruckwasserzylindern 107,108 austretende Wasser ein zum Spülwassereintrittskanal jedes Brühkolbens führender Kanal vorgesehen sein, um dieses Wasser für die Kolbenspülung zu verwenden. Man könnte auch nur einen Druckwasserzylinder vorsehen, wobei das aus ihm austretende Ende der Kolbenstange als Zahnstange auszubilden wäre, die ein Ritzel antreibt, in das ebenfalls die Kolbenstange des zweiten Brühkolbens eingreifen würde.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Armatur für Espressomaschinen, bestehend aus einem mit einer Einfüllöffnung für das Kaffeepulver, einer Eintrittsöffnung für das Brühwasser, einer Austrittsöffnung für das fertige Kaffeegetränk und einer Austrittsöffnung für das ausgelaugte Kaffeepulver versehenen Zylinder, in dem ein Kolben axial verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Kolbens (3, 4) ein als Brühkammer dienender Zwischenraum vorgesehen ist und dass die Eintrittsöffnung135) für das Brühwasser und die Austrittsöffnung (42)-für das fertige Kaffeegetränk bzw. eine Eintrittsöffnung (35') für das Spülwasser und die Austrittsöffnung (43) für das ausgelaugte Kaffeepulver diametral zueinander in der Zylinderwand (l) angeordnet sind.