Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kaffeemaschine für die Zubereitung von Espresso-Kaffee, insbesondere für den Haushalt, mit einem Wasserbehälter für das zu erhitzende und für den Aufguss bestimmte Wasser und mit einem Aufgussraum, der mit dem Wasserbehälter über ein Verbindungsrohr verbunden ist, dessen eines Ende in das im Wasserbehälter enthaltene Wasser eintaucht und dessen anderes Ende über ein Ventil in den Aufgussraum mündet, wobei das Velbindungsrohr teilweise in einem Kühlraum angeordnet ist.
Die bekannten Kaffeemaschinen dieser Art haben aber den Nachteil, dass sie bei nur schwach über dem Umgebungsdruck liegenden Drücken arbeiten und eine Abkühlung des zum Aufguss bestimmten Wassers durch Einführung eines Teiles desselben Wassers in den Kühlraum vornehmen, wodurch die Abkühlung durch Dampfbildung bei 100" C erfolgt, also unter Bedingungen, bei denen der erzeugte Aufguss einen verbrannten und daher unangenehmen Geschmack besitzt. Es ist aber bekannt, dass die besten Kaffeegetränke die sind, welche mit den in Kaffeehäusern verwendeten Espresso-Kaffeemaschinen erzeugt werden, mit denen optimale Temperaturbedingungen (die gemäss Untersuchungen zwischen 89 und 92" C liegen) und Druckbedingungen, wobei der Druck 7-9 atü beträgt, erreicht und aufrechterhalten werden.
Solche Kaffeemaschinen (manchmal für Haushaltszwecke verkleinert) sind jedoch kompliziert, da sie zum Zwecke der Druckerhöhung mechanische Systeme (Pumpen usw.) aufweisen.
Aufgabe der Erfindung ist die Vermeidung der vorerwähnten Nachteile und die Schaffung einer insbesondere für den Haushalt geeigneten Kaffeemaschine, bei welcher der Aufguss bei Temperaturen in der Nähe der Siedetemperatur des Wassers (100 C) und bei erhöhtem Druck vorgenommen werden kann.
Diese Aufgabe wird bei einer Kaffeemaschine der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Kühlraum oberhalb des Wasserbehälters angeordnet ist und eine vom Wasser des Wasserbehälters ständig getrennte Kühlflüssigkeit enthält, wobei zwischen dem Kühlraum und dem Wasserbehälter eine den Wärmeübergang beschränkende Trennwand vorgesehen ist.
Bei einer solchen Ausbildung ergibt sich der wesentliche Vorteil, dass einerseits wenig Wärme dem Wasserbehälter abgezogen wird, so dass das Wasser in diesem Behälter eine Temperatur von etwa 1800 bei einem Druck von 8-9 atü erreichen kann, und anderseits keine wesentliche Dampfbildung im Kühlraum stattfindet, so dass die Kühlflüssigkeit in diesem Raum die nötige Temperatur zur Kühlung des Aufgusswassers auf den richtigen Wert aufweist.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sind der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemässen Kaffeemaschine unter Hinweis auf die beiliegende Zeichnung zu entnehmen, welche die Kaffeemaschine im Längsvertikalschnitt zeigt.
Gemäss der Zeichnung weist die Kaffeemaschine einen unteren Behälter 1 auf, der aussen durch eine halsförmige Verengung 2 mit dem oberen, den Kühlraum bildenden Behälter 3 verbunden ist. Vom Inneren des Behälters 1 führt eine vertikale Leitung 4 weg, die in den oberen Behälter 3 eintritt und sich in Form eines horizontal liegenden Spiralrohres 5 (Schlange) und in ein in das Innere des Behälters 3 auslaufendes Sicherheitsventil 6 erstreckt, welches aus dem Verschluss 7, dem betreffenden Sitz 8, dem Kolben 9 mit der Kolbenstange 10 und dem Regler 11 für die Rückholfeder 1 1a besteht. Von der äusseren Windung des Rohres 5 führt eine mit 12 bezeichnete Leitung weg, an welcher ein zweites Ventil 13 vorgesehen ist, das aus dem Verschluss 14, dem betreffenden Sitz 15 und dem Kolben 16 mit der Kolbenstange 17 besteht.
Um den Druckwert, bei dem das Verschlussorgan 14 öffnet, anzuheben, ist eine Feder 18 vorgesehen, gegen welche ein
Gewindestopfen 17a wirkt, der aussen eine Nut zur Einführung eines Schraubenziehers aufweist.
Beim Auslass des Ventils 13 befindet sich eine Leitung 19, welche mit dem den Aufgussraum bildenden Filterhalter 20 in Verbindung steht, der je nach der gewünschten Anzahl an Kaffeeportionen, die bereitet werden soll, austauschbar ist, wobei in der Zeichnung links die grössere Ausführung und rechts die kleinere Ausführung gezeigt ist.
Im Bereich des Oberteils des Filterhalters ist eine durchlöcherte Metallmembrane 20a vorgesehen, welche den Durchtritt des Aufgusses, jedoch nicht des Pulvers, gestattet. Unmittelbar oberhalb der Membrane 20a befindet sich eine vertikale Leitung 21, die oben in Verteilerauslässen 22 endet und mit dem Deckel 23 fest verbunden ist, der auf den oberen Behälter 3 mittels eines Bajonettverschlusses (siehe Zone 23a) aufsetzbar ist. Zur Abdichtung der verschiedenen Teile der Maschine sind in zweckmässiger Weise Dichtungen 24 im Bereich der Leitung 4 und des Halses 2, der Leitung 19 und des Filterhalters 20 und der Leitung 21 vorgesehen.
Die Funktionsweise ist folgende:
Das Wasser wird in den unteren Behälter 1 bzw. den oberen Behälter 3 eingefüllt. Versuche haben gezeigt, dass optimale Ergebnisse dann erhalten werden, wenn das Verhältnis zwischen den Wasservolumen im Behälter 1 und 3 etwa gleich 2:1 ist. Die Wärme, welche mit einer Flamme oder einer elektrischen Heizung innerhalb oder ausserhalb des Behälters 1 erzeugt werden kann, wird dem in diesem befindlichen Wasser zugeführt und bringt letzteres nach einer gewissen Zeit zum Sieden.
Dank der auf diese Weise erzeugten Dampfspannung wird das Wasser in die vertikale Leitung 4 und sodann in das Verbindungsrohr 5 gedrückt, welche, da sie in das auf niedriger Temperatur befindliche Wasser im Behälter 3 eintaucht, einen Wärmeaustausch und folglich eine entsprechende Temperatursenkung des Wassers im Inneren des Rohres 5 bis auf Werte herbeiführt, die für die Erzeugung eines Kaffees, ohne diesen zu verbrennen, geeignet sind.
Es wird sowohl durch die Wassermenge als auch durch die Anordnung des Behälters 3, insbesondere was den Verbindungshals 2 anbetrifft, dessen Fläche wesentlich kleiner ist als die der Behälter 1 und 3, praktisch ein Wärmewiderstand gebildet, wodurch das Wasser im Behälter 3 immer auf einer niedrigeren Temperatur ist als das Wasser im Behälter 1. Dazu trägt auch die zulaufende Form der Aussenfläche des Behälters 3 bei. Dabei baut sich im Inneren des Rohres 5 und 12 ein steigender Druck auf, der auf das Ventil 13 wirkt, welches mittels des Gewindestopfens 17a derart eingestellt ist, dass es sich bei optimalen Druckwerten oberhalb 9 atü öffnet und es dem Wasser ermöglicht, durch die Austrittsleitung 19 und sodann durch den Filterhalter 20 zu strömen.
Im Falle eines eventuellen Drucküberschusses öffnet sich das ebenfalls entsprechend eingeregelte Sicherheitsventil 6 und ermöglicht den Austritt in das Innere des oberen Behälters 3.
Die Erfindung kann in vieler Hinsicht abgeändert und variiert werden. Beispielsweise können die Anzahl oder der Durchmesser der Spiralen oder das Material, aus dem sie konstruiert sind, sowie das Fassungsvermögen des Behälters 1 oder 3 geändert werden. Es ist möglich, ein anderes Befestigungssystem für den Filter vorzusehen und letzterer kann unlösbar sein.
Die Konstruktionsmaterialien und Abmessungen werden entsprechend den jeweiligen Erfordernissen und dem Stand der Technik ausgewählt.
In der Praxis wurde festgestellt, dass mit dem oben beschriebenen Gerät ein guter Kaffe auf Grund der Tatsache hergestellt werden kann, dass sich die optimalen Temperaturund Druckbedingungen ähnlich denen einer grossen Kaffeemaschine, jedoch ohne Benützung der Abmessungen und Merkmale der letzteren, einstellen.
Anstelle der Verengung 2 kann offensichtlich auch eine die volle Breite der Behälter 1 und 3 einnehmende Trennwand aus einem den Wärmeübergang beschränkenden Material angeordnet werden, wobei die Behälter 1 und 3 im wesentlichen zylindrisch ausgebildet sind. Auch kann die untere Wand des Wasserbehälters 1 mit geeigneten Heizmitteln versehen sein.
The present invention relates to a coffee machine for the preparation of espresso coffee, in particular for the household, with a water container for the water to be heated and intended for the infusion and with an infusion chamber that is connected to the water container via a connecting pipe one end is immersed in the water contained in the water container and the other end opens into the infusion chamber via a valve, the connecting tube being partially arranged in a cooling chamber.
The known coffee machines of this type have the disadvantage that they work at pressures that are only slightly above ambient pressure and cool the water intended for infusion by introducing part of the same water into the cooling space, whereby the cooling takes place through steam formation at 100 ° C , i.e. under conditions in which the infusion produced has a burnt and therefore unpleasant taste. However, it is known that the best coffee beverages are those produced with the espresso coffee machines used in coffee houses, with which optimal temperature conditions (according to research between 89 and 92 "C) and pressure conditions, wherein the pressure is 7-9 atmospheres, are achieved and maintained.
However, such coffee machines (sometimes scaled down for household purposes) are complicated because they have mechanical systems (pumps, etc.) for the purpose of increasing pressure.
The object of the invention is to avoid the aforementioned disadvantages and to create a coffee machine particularly suitable for the household, in which the infusion can be carried out at temperatures close to the boiling point of water (100 C) and at increased pressure.
This object is achieved according to the invention in a coffee machine of the type mentioned in that the cooling space is arranged above the water container and contains a cooling liquid which is constantly separated from the water in the water container, a partition limiting the heat transfer being provided between the cooling space and the water container.
Such a design has the main advantage that, on the one hand, little heat is drawn from the water tank, so that the water in this tank can reach a temperature of around 1800 at a pressure of 8-9 atmospheres, and on the other hand, there is no significant formation of steam in the cooling space so that the cooling liquid in this room has the required temperature to cool the infusion water to the correct value.
Further details of the invention can be found in the following description of a preferred exemplary embodiment of a coffee machine according to the invention with reference to the accompanying drawing, which shows the coffee machine in longitudinal vertical section.
According to the drawing, the coffee machine has a lower container 1, which is connected on the outside by a neck-shaped constriction 2 to the upper container 3, which forms the cooling space. A vertical line 4 leads away from the interior of the container 1, which enters the upper container 3 and extends in the form of a horizontally lying spiral tube 5 (snake) and into a safety valve 6 which runs out into the interior of the container 3 and which extends from the closure 7 , the seat in question 8, the piston 9 with the piston rod 10 and the regulator 11 for the return spring 1 1a. A line labeled 12 leads away from the outer turn of the tube 5, on which a second valve 13 is provided, which consists of the closure 14, the relevant seat 15 and the piston 16 with the piston rod 17.
In order to raise the pressure value at which the closure member 14 opens, a spring 18 is provided against which a
Threaded plug 17a acts, which has a groove on the outside for the introduction of a screwdriver.
At the outlet of the valve 13 there is a line 19 which is connected to the filter holder 20 which forms the infusion space and which is exchangeable depending on the desired number of coffee portions to be prepared, the larger version on the left and the right in the drawing the smaller version is shown.
In the area of the upper part of the filter holder, a perforated metal membrane 20a is provided which allows the infusion, but not the powder, to pass through. Immediately above the membrane 20a there is a vertical line 21, which ends at the top in distributor outlets 22 and is firmly connected to the cover 23, which can be placed on the upper container 3 by means of a bayonet lock (see zone 23a). In order to seal the various parts of the machine, seals 24 are expediently provided in the area of the line 4 and the neck 2, the line 19 and the filter holder 20 and the line 21.
The way it works is as follows:
The water is poured into the lower container 1 or the upper container 3. Tests have shown that optimal results are obtained when the ratio between the water volumes in containers 1 and 3 is approximately equal to 2: 1. The heat, which can be generated with a flame or an electric heater inside or outside the container 1, is supplied to the water in this and after a certain time brings the latter to the boil.
Thanks to the vapor tension generated in this way, the water is forced into the vertical duct 4 and then into the connecting pipe 5 which, as it is immersed in the low temperature water in the container 3, undergoes heat exchange and consequently a corresponding temperature decrease of the water inside of the pipe 5 brings about values which are suitable for the production of a coffee without burning it.
It is practically a thermal resistance formed both by the amount of water and by the arrangement of the container 3, especially as regards the connecting neck 2, the area of which is much smaller than that of the containers 1 and 3, whereby the water in the container 3 is always at a lower level The temperature is than the water in the container 1. The tapering shape of the outer surface of the container 3 also contributes to this. A rising pressure builds up inside the pipe 5 and 12, which acts on the valve 13, which is set by means of the threaded plug 17a in such a way that it opens at optimal pressure values above 9 atmospheres and allows the water to pass through the outlet line 19 and then to flow through the filter holder 20.
In the event of a possible excess pressure, the correspondingly regulated safety valve 6 opens and enables the exit into the interior of the upper container 3.
The invention can be modified and varied in many respects. For example, the number or diameter of the spirals or the material from which they are constructed, as well as the capacity of the container 1 or 3 can be changed. It is possible to provide a different fastening system for the filter and the latter can be permanent.
The materials of construction and dimensions are selected according to the respective requirements and the state of the art.
In practice it has been found that a good coffee can be made with the device described above due to the fact that the optimal temperature and pressure conditions are set similar to those of a large coffee maker, but without making use of the dimensions and features of the latter.
Instead of the constriction 2, it is obviously also possible to arrange a partition which occupies the full width of the containers 1 and 3 and is made of a material which restricts the heat transfer, the containers 1 and 3 being essentially cylindrical. The lower wall of the water container 1 can also be provided with suitable heating means.