Selbsttätige Kaffeezubereitungsmaschine
Die Erfindung betrifft eine selbsttätige Kaffeezubereitungsmaschine, bei der ein Brühkolben in einem mit einer Öffnung für die Einfüllung des Kaffeepulvers und zwei weiteren Öffnungen für den Durchlass des Kaffeegetränkes und des Spülwassers versehenen Brühund Spülwasserzylinder mittels eines selbsttätigen Antriebes axial verschiebbar ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch gutes Zusammenpressen des Kaffeepulvers dieses besser als in den bekannten Maschinen auszunutzen, und auf diese Weise zu einen schmackhafteren Getränk zu kommen. Ferner erlaubt die erfindungsgemässe Maschine, das Kaffeepulver mittels eines direkten Heisswasserstrahles zu brühen und das ausgebrühte Kaffeepulver, ohne dass es transportiert wird, wirksam zu spülen, wobei die Dichtungen des Kaffeemaschinenkolbens nicht über Öffnungen im Brühzylinder, wie in bekannten Kaffeezubereitungsmaschinen, verschoben werden, so dass diese Dichtungen nicht nach kurzer Zeit defekt werden.
Erfindungsgemäss wird das dadurch erreicht, dass an den Brüh- und Spülwasserzylinder ein mit zwei in axialer Richtung verschobenen Druckwasseröffnungen versehener Druckwasserzylinder angeschlossen ist, in welchem der Brühkolben unter Einwirkung des durch die genannten Druckwasseröffnungen einströmenden Druckwassers verschiebbar angeordnet ist, dass der Brühkolben einen axialen Brüh- und Spülwassereinlaufkanal und mehrere an diesen axialen Kanal sich anschliessende praktisch radiale Kanäle aufweist, dass ein einen axialen Brüh- und Spülwasserkanal und mehrere zu diesem axialen Kanal parallele Kanäle aufweisender Brühkopf im Brüh- und Spülwasserzylinder koaxial und mit dem Brühkolben verschiebbar angeordnet ist, wobei der Brühkolben auch in bezug auf den Brühkopf axial verschiebbar ist,
und dass die erste Öffnung für die Einfüllung des Kaffeepulvers und die dritte Öffnung für den Durchlass von Spülwasser mittels je eines in einem Zylinder verschiebbaren Kolbens verschliessbar sind.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Fig. 1 zeigt einen Vertikalschnitt durch die Kaffeezubereitungsmaschine.
Fig. 2 bis 7 stellen schematisch die Wirkungsweise der erfindungsgemässen Kaffeezubereitgungsmaschine dar.
In Fig. 1 ist 1 ein Brüh- und Spülwasserzylinder, welcher waagrecht angeordnet und mit zwei koaxialen runden Öffnungen versehen ist. 2 ist ein Druckwasserzylinder, welcher koaxial mit dem Brüh- und Spülwasserzylinder 1 angeordnet ist und zwei in seiner Längsrichtung verschobene Druckwasseröffnungen 3, 4 aufweist. Im Brüh- und Spülwasserzylinder 1 befindet sich ein zylindrischer Brühkopf 5, der an seiner Front mit Brühwasserkanälen 7 und einem Brüh- und Spülwasserkanal 6 in der Mitte versehen ist, wobei der Durchmesser des Kanals 6 grösser als derjenige der Kanäle 7 ist. 8 ist ein Brühkolben, der koaxial mit dem Brühkopf 5 angeordnet ist und Brüh- und Spülwasserkanäle 9, 10 und 11 aufweist. Die Kanäle 9 und 10 sind koaxial, während die Kanäle 11 mit der Achse des Brühkolbens 8 einen Winkel bilden. Der Brühkolben 8 kann innerhalb des Brühkopfes 5 verschoben werden.
12 ist ein fester Brüh- und Spülwassereinlauf, der teilweise innerhalb des Brühkolbens 8 montiert ist und einen mit dem Kanal 9 koaxialen Kanal 14 aufweist.
15 und 16 bilden einen federnden Puffer, 18 ist eine Zwischenwand zwischen dem Brüh- und Spülwasserzylinder 1 und dem Druckwasserzylinder 2. 17 ist ein Anschlagring für den federnden Puffer 15, 16 und 19 ist ein Anschlagring für den Brühkolben 8. Mit 20 ist ein Gehäuse und mit 21 der Boden des Brüh- und Spülwasserzylinders bezeichnet. Das Gehäuse 20 weist einen ersten senkrechten Zylinder 22 auf, welcher über der oben liegenden ersten Öffnung im Brüh- und Spülwasserzylinder 1 angeordnet ist. Im Zylinder 22 ist gleitend ein Kolben 28 geführt. In diesen Zylinder mündet ein in bezug auf seine Achse, eine Neigung aufweisender zweiter Zylinder 25, in welchem gleitend ein Kolben 27 geführt ist. Der Zylinder 25 weist eine Öffnung auf, über welcher ein senkrechtes Beschikkungsrohr 24 angeordnet ist.
Unter der anderen Öffnung im Brüh- und Spülwasserzylinder 1, welche koaxial mit der ersten Öffnung ist, befindet sich ein dritter senkrechter Zylinder 23, in welchem ein Kolben 29 gleitend geführt ist. Der Zylinder 23 weist eine Öffnung auf, in welche ein Rohrstutzen 26 mündet, der mit einer nicht gezeigten Ablaufleitung verbunden ist. Das Gehäuse 20 weist ferner einen Ausgabestutzen 31 auf, der mit einem Auslauf 33 und einer Drosselklappe 34, die zwei Stellen einnehmen kann, versehen ist. Der Brüh- und Spülwasserzylinder 1 hat ferner einen Getränkeaustritt 32, welcher in den Ausgabestutzen 31 mündet. Vor dem Getränkeaustritt 32 ist im Zylinder 1 ein Sieb 30 angeordnet.
Die Wirkungsweise der erfindungsgemässen Kaffeezubereitungsmaschine wird an Hand der Fig. 2 bis 7 erläutert. Der Start der Maschine erfolgt durch Betätigen eines nicht dargestellten Mikroschalters beim Hinstellen einer Tasse unter den Auslauf 33. Es sind zwei Mikroschalter vorgesehen. Durch das Betätigen des ersten Mikroschalters wird einem Zeitrelais ein Impuls zum Mahlen einer Kaffeeportion zugeführt, und beim Betätigen des zweiten Mikroschalters werden zwei Kaffeeportionen gemahlen. Diese Mikroschalter sind auf dem Ausgabestutzen 31 angeordnet.
Die Fig. 2 zeigt den Ruhezustand der Maschine.
Nach erfolgtem Startimpuls wird Kaffee gemahlen.
Nach erfolgter Mahlung und nachdem eine Kaffeepulverdosis durch das Beschickungsrohr 24 fallen gelassen wurde (Fig. 2), bewegt sich der Kolben 27 und stösst die Kaffeepulverdosis in den Brüh- und Spülwasserzylinder 1 (Fig. 3). Anschliessend bewegt sich der Kolben 28 und stösst den Rest des Kaffeepulvers in den Brühwasserzylinder 1 (Fig. 4). Der Brühwasserzylinder 1 ist nun ganz geschlossen. Druckwasser gelangt nun bei 4 in den Zylinder 2. Der Brühkolben 8 und damit auch der Brühkopf 5 werden nach links gestossen und pressen die Kaffeepulverdosis, die sich im Brüh- und Spülwasserzylinder 1 befindet, gut zusammen (Fig. 5). Hierdurch wird die eingangs erwähnte bessere Ausnutzung des Kaffeepulvers erreicht. Nach erfolgter Pressung der Kaffeepulverdosis strömt das Brühwasser über ein Ventil 13 (Fig. 2) durch den Kanal 14 des Wassereinlaufes 12, die Kanäle 9 10, 11, 6 und 7 (Fig. 1 und 5).
Die Kaffeefüllung im Zylinder 1 wird vom Heisswasser durchflossen und es bildet sich das fertige Kaffeegetränk, das bei 3 in einer untergestellten Tasse aufgefangen wird (Fig. 5). In hydrodynamischer Hinsicht ist die Form und die Anordnung der Kanäle 6,7 und 9, 10, 11, 14 sehr vorteilhaft, so dass die Kaffeefüllung von Heisswasser gut durchflossen wird. Wenn die Tasse voll ist, wird die Heisswasserzufuhr zum Wassereinlauf 12 gesperrt und Druckwasser gelangt nun bei 3 in den Zylinder 2. Der Brühkolben 8 und damit auch der Brühkopf 5 werden nach rechts in die in den Fig. 1 und 6 dargestellte Stellung verschoben. Dann wird der Spülkolben 29 nach unten verschoben und deckt die Öffnung, in die der Rohrstutzen 26 mündet, ab (Fig. 7).
Das Spülwasser strömt durch den Kanal 14 des Wassereinlaufes 12, die Kanäle 9, 10, 11 und 6, so dass es das ausgebrühte Kaffeepulver durch den Rohrstutzen 26 in den nicht dargestellten Ablaufkanal spült. Die Kaffeezubereitungsmaschine ist nun für die Zubereitung einer neuen Tasse Kaffee bereit.
Die Form und die Anordnung der Kanäle für Brühund Spülwasser in der beschriebenen Maschine ermöglichen ein intensives Brühen und Spülen. Die Verwendung von Druckwasser für das Verschieben des Brühkolbens und des Brühkopfes, unabhängig vom Brüh- und Spülwasser, ermöglicht ein gutes Zusammenpressen der Kaffeepulverdosis. Dadurch, dass die Dichtungen des Brühkopfes über keine Öffnungen im Brühund Spülwasserzylinder, sondern nur wenn dieser Zylinder vollständig geschlossen ist, verschoben werden, ist ihre Lebensdauer länger als in den bekannten Maschinen.
Automatic coffee maker
The invention relates to an automatic coffee preparation machine in which a brewing piston is axially displaceable by means of an automatic drive in a brewing and rinsing water cylinder provided with an opening for the filling of the coffee powder and two further openings for the passage of the coffee beverage and the rinsing water.
The invention is based on the object, by compressing the coffee powder well, to make better use of it than in the known machines, and in this way to obtain a tastier drink. Furthermore, the machine according to the invention allows the coffee powder to be brewed by means of a direct hot water jet and the brewed coffee powder to be rinsed effectively without it being transported, the seals of the coffee machine piston not being displaced via openings in the brewing cylinder, as in known coffee making machines, so that these seals do not become defective after a short time.
According to the invention, this is achieved in that a pressurized water cylinder provided with two axially displaced pressurized water openings is connected to the brewing and rinsing water cylinder, in which the brewing piston is arranged displaceably under the action of the pressurized water flowing in through said pressurized water openings, so that the brewing piston has an axial brewing and rinsing water inlet channel and several practically radial channels adjoining this axial channel, that a brewing head having an axial brewing and rinsing water channel and several channels parallel to this axial channel is arranged in the brewing and rinsing water cylinder coaxially and displaceably with the brewing piston, the brewing piston is also axially displaceable with respect to the brewing head,
and that the first opening for filling the coffee powder and the third opening for the passage of rinsing water can each be closed by means of a piston which can be displaced in a cylinder.
An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing.
Fig. 1 shows a vertical section through the coffee making machine.
FIGS. 2 to 7 schematically show the mode of operation of the coffee preparation machine according to the invention.
In Fig. 1, 1 is a brewing and rinsing water cylinder, which is arranged horizontally and provided with two coaxial round openings. 2 is a pressurized water cylinder which is arranged coaxially with the brewing and rinsing water cylinder 1 and has two pressurized water openings 3, 4 displaced in its longitudinal direction. In the brewing and rinsing water cylinder 1 there is a cylindrical brewing head 5 which is provided at its front with brewing water channels 7 and a brewing and rinsing water channel 6 in the middle, the diameter of the channel 6 being greater than that of the channels 7. 8 is a brewing piston which is arranged coaxially with the brewing head 5 and has brewing and rinsing water channels 9, 10 and 11. The channels 9 and 10 are coaxial, while the channels 11 form an angle with the axis of the brewing piston 8. The brewing piston 8 can be moved within the brewing head 5.
12 is a fixed brewing and rinsing water inlet which is partially mounted inside the brewing piston 8 and has a channel 14 coaxial with the channel 9.
15 and 16 form a resilient buffer, 18 is a partition between the brewing and rinsing water cylinder 1 and the pressurized water cylinder 2. 17 is a stop ring for the resilient buffer 15, 16 and 19 is a stop ring for the brewing piston 8. 20 is a housing and 21 denotes the bottom of the brewing and rinsing water cylinder. The housing 20 has a first vertical cylinder 22 which is arranged above the first opening in the brewing and rinsing water cylinder 1 located above. A piston 28 is slidably guided in the cylinder 22. A second cylinder 25, which is inclined with respect to its axis and in which a piston 27 is slidably guided, opens into this cylinder. The cylinder 25 has an opening over which a vertical feed pipe 24 is arranged.
Under the other opening in the brewing and rinsing water cylinder 1, which is coaxial with the first opening, there is a third vertical cylinder 23 in which a piston 29 is slidably guided. The cylinder 23 has an opening into which a pipe socket 26 opens, which is connected to a drain line, not shown. The housing 20 also has a discharge nozzle 31 which is provided with an outlet 33 and a throttle valve 34 which can occupy two places. The brewing and rinsing water cylinder 1 also has a beverage outlet 32, which opens into the dispensing nozzle 31. A sieve 30 is arranged in the cylinder 1 in front of the beverage outlet 32.
The mode of operation of the coffee preparation machine according to the invention is explained with reference to FIGS. The machine is started by operating a microswitch (not shown) when placing a cup under the outlet 33. Two microswitches are provided. When the first microswitch is operated, a timing relay is supplied with an impulse to grind a portion of coffee, and when the second microswitch is operated, two portions of coffee are ground. These microswitches are arranged on the dispensing nozzle 31.
Fig. 2 shows the idle state of the machine.
After the start impulse has been given, coffee is ground.
After grinding and after a coffee powder dose has been dropped through the feed pipe 24 (FIG. 2), the piston 27 moves and pushes the coffee powder dose into the brewing and rinsing water cylinder 1 (FIG. 3). The piston 28 then moves and pushes the rest of the coffee powder into the brewing water cylinder 1 (FIG. 4). The brewing water cylinder 1 is now completely closed. Pressurized water now enters the cylinder 2 at 4. The brewing piston 8 and thus also the brewing head 5 are pushed to the left and compress the coffee powder dose, which is located in the brewing and rinsing water cylinder 1, well (FIG. 5). As a result, the aforementioned better utilization of the coffee powder is achieved. After the coffee powder dose has been pressed, the brewing water flows via a valve 13 (FIG. 2) through the channel 14 of the water inlet 12, the channels 9, 10, 11, 6 and 7 (FIGS. 1 and 5).
The coffee filling in the cylinder 1 is traversed by hot water and the finished coffee beverage is formed, which is collected in a cup below at 3 (Fig. 5). From a hydrodynamic point of view, the shape and the arrangement of the channels 6, 7 and 9, 10, 11, 14 are very advantageous, so that hot water flows well through the coffee filling. When the cup is full, the hot water supply to the water inlet 12 is blocked and pressurized water now enters the cylinder 2 at 3. The brewing piston 8 and thus also the brewing head 5 are moved to the right into the position shown in FIGS. 1 and 6. Then the flushing piston 29 is moved downwards and covers the opening into which the pipe socket 26 opens (FIG. 7).
The rinsing water flows through the channel 14 of the water inlet 12, the channels 9, 10, 11 and 6, so that it rinses the brewed coffee powder through the pipe socket 26 into the drain channel, not shown. The coffee maker is now ready to prepare a new cup of coffee.
The shape and arrangement of the channels for brewing and rinsing water in the machine described enable intensive brewing and rinsing. The use of pressurized water for moving the brewing piston and the brewing head, independently of the brewing and rinsing water, enables the coffee powder dose to be compressed well. The fact that the seals of the brewing head are not moved via any openings in the brewing and rinsing water cylinder, but only when this cylinder is completely closed, means that their service life is longer than in the known machines.