EP4547065A1 - Kaffeemaschine und verfahren zum zubereiten eines kaffeegetränks - Google Patents

Kaffeemaschine und verfahren zum zubereiten eines kaffeegetränks

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Publication number
EP4547065A1
EP4547065A1 EP23744055.7A EP23744055A EP4547065A1 EP 4547065 A1 EP4547065 A1 EP 4547065A1 EP 23744055 A EP23744055 A EP 23744055A EP 4547065 A1 EP4547065 A1 EP 4547065A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
piston
brewing
water
coffee
coffee machine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23744055.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Georg Josef FEIERABEND
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Coffee Vision Ag
Original Assignee
Coffee Vision Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Coffee Vision Ag filed Critical Coffee Vision Ag
Publication of EP4547065A1 publication Critical patent/EP4547065A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • A47J31/3604—Coffee-making apparatus in which hot water is passed through the filter under pressure, i.e. in which the coffee grounds are extracted under pressure with hot water under liquid pressure with mechanical pressure-producing means with a mechanism arranged to move the brewing chamber between loading, infusing and ejecting stations
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    • A47J31/46—Dispensing spouts, pumps, drain valves or like liquid transporting devices
    • A47J31/469—Details of hydraulic circuits

Definitions

  • the invention lies in the field of coffee machines and relates to a coffee machine for producing, in particular brewing, a coffee drink according to the preamble of independent claim 1. Furthermore, the invention also relates to a method for producing, in particular brewing, a coffee drink.
  • portafilter machines are particularly well known among the semi-automatic machines. These are characterized by a manually removable portafilter, which forms the coffee receiving space, which is closed off at the bottom by the brewing sieve. Filling the portafilter with coffee powder and removing the coffee ester from the portafilter after the brewing process takes place outside the coffee machine. To do this, the portafilter is manually removed from the coffee machine.
  • the fully automatic machines differ from the semi-automatic machines in that providing the coffee powder or filling the coffee receiving space with coffee powder before the brewing process is a fully automatic, integrated process is inside the coffee machine. Furthermore, the coffee pomace is ejected fully automatically into an integrated collecting container in the coffee machine after the brewing process has ended. Accordingly, fully automatic machines do not include a removable portafilter.
  • the coffee powder is usually provided via an integrated grinder, by means of which coffee beans are freshly ground from a storage container in the coffee machine for each brewing process.
  • coffee powder is understood to mean in particular ground coffee, i.e. ground coffee.
  • coffee pomace refers in particular to the press residue after the brewing process, which is also referred to as coffee grounds.
  • the present invention relates in particular to fully automatic and especially semi-automatic coffee machines, such as portafilter machines. With these coffee machines, the coffee powder must be pressed into the coffee receiving space before the brewing process. This process is also called “Tampem”.
  • Pressing the coffee powder into the coffee receiving space is crucial for the subsequent brewing process, e.g. B. for preparing an espresso with crema, and influences the method of preparation of the brewed coffee.
  • Another task is to propose a coffee machine which enables a defined pressing of the coffee powder, controlled via a control device, even when the portafilter is filled with different amounts of coffee powder.
  • Another task is to propose a coffee machine in which the movably guided brewing piston is secured against being pushed back out of the coffee receiving space by the brewing pressure in the brewing chamber during the brewing process. If possible, the securing means should not require any additional drive.
  • the coffee machine according to the invention contains a machine unit with:
  • a brewing piston that is movably mounted between a starting position and a brewing position
  • a piston drive that can be controlled via the control device for moving the brewing piston from the starting position to the brewing position
  • a water treatment device with a water tank, a water pump and a heating unit for generating and dispensing hot brewing water under pressure into a brewing chamber.
  • the brewing piston is movably mounted in particular along its piston axis, i.e. axially.
  • the invention is characterized in that the coffee machine contains a locking device with at least one locking body for locking the brewing piston in the brewing position.
  • the locking is particularly intended to prevent axial movement of the brewing piston from the brewing position towards the starting position.
  • the brewing piston is in particular part of a brewing unit formed in the machine unit and has a piston stamp.
  • the piston plunger is arranged on the brewing side.
  • the piston stamp is connected in particular to a piston skirt, which is felt in particular in a piston skirt housing.
  • the piston shaft housing is in particular part of the brewing unit in the machine unit.
  • the brewing unit forms a brewing group in particular together with the coffee receiving space and a brewing sieve or together with a portafilter device.
  • the brewing piston is used in particular to press (tamp) the coffee powder previously filled into a coffee receiving space before the brewing process as well as to close the coffee receiving space and to form a closed brewing chamber for the subsequent brewing process.
  • the coffee receiving space or the coffee receptacle forming the coffee receiving space is arranged in particular in a stationary or immovable manner in the machine unit, in particular during the brewing process. The same applies to the portafilter device if the coffee machine is a portafilter machine.
  • the piston plunger can be used to feed brewing water to introduce brewing water into the brewing chamber.
  • the piston drive can include an electric motor.
  • the brewing piston can be driven by the electric motor via a drive spindle.
  • the piston drive can also include a hydraulic drive, by means of which a hydraulic pressure is built up in a pressure chamber in the brewing unit via a hydraulic fluid, such as water, which is able to push or advance or move the brewing piston into the brewing position.
  • a hydraulic pressure can be generated via a pump.
  • the hydraulic pressure can e.g. B. between 2 and 3 bar.
  • the water pump of the water treatment device is part of the piston drive or forms the piston drive.
  • the brewing piston By building up a (piston) water pressure acting on the brewing piston through the water pump, the brewing piston can be moved from the starting position into the brewing position.
  • the water pump of the water treatment device has a dual function in this constellation: on the one hand, brewing water is pumped into the brewing chamber with the water pump and, on the other hand, the water pump is used to pump (piston) water to advance the brewing piston into a pressure chamber in the Brewing unit pumped.
  • Piston water is the water that is pumped into the piston water line by the water pump to build up piston water pressure to move the brewing piston.
  • the locking device can now be actuated in particular via the piston drive.
  • the locking device can thus be actuated by the hydraulic drive, in particular by the water pump of the water treatment device.
  • the at least one locking body of the locking device By building up a water pressure acting on the locking device, in particular piston water pressure, the at least one locking body of the locking device can be moved into a locking position.
  • the at least one locking body of the locking device can be moved into a locking position, in particular indirectly, by the piston water pressure.
  • the locking device is in particular a locking mechanism.
  • the locking device contains in particular an actuating element which can be moved parallel to the piston axis of the brewing piston.
  • the at least one locking body can be moved into a locking position by or via the actuating element towards the brewing piston.
  • the actuating element can be moved parallel to the piston axis of the brewing piston in particular by the hydraulic pressure, in particular liquid pressure or piston liquid pressure, such as water pressure or piston water pressure.
  • the coffee machine is now designed in particular in such a way that to initiate a brewing process, the piston drive moves the brewing piston into a brewing position in a first step and, after reaching the brewing position, activates the locking device in a second step, locking the brewing piston.
  • a coffee machine designed as a portafilter machine is designed in particular in such a way that to initiate a brewing process, the piston drive moves the brewing piston into a brewing position in a first step while pressing the coffee powder by applying a pressing force and, when a maximum pressing force is reached, by assuming the brewing position in a second step the locking device is actuated to lock the brewing piston.
  • the piston skirt housing is movably mounted along the piston axis. This interacts with the actuating element of the locking device.
  • the piston shaft housing and the brewing piston are in particular designed and interact in such a way that the piston drive advances the brewing piston in the first step in the axial direction towards the brewing chamber into the brewing position and then moves the piston shaft housing in the second step in the opposite, axial direction by actuating the locking device .
  • the piston shaft housing and the brewing piston are now designed in particular in such a way and interact in such a way that a hydraulic pressure generated in the pressure chamber, in particular (piston) water pressure, advances or moves the brewing piston in the axial direction, in particular downwards, towards the brewing chamber into the brewing position and then the piston shaft housing is moved in the opposite, axial direction, in particular upwards, by actuating the locking device.
  • the movement or displacement of the brewing piston and the piston shaft housing takes place in particular against the restoring force of restoring means, which exert a restoring force on the brewing piston or the piston shaft housing.
  • the piston shaft housing is only moved when the brewing piston has reached the brewing position and the hydraulic pressure in the pressure chamber continues to rise. This means that the hydraulic pressure for moving the piston shaft housing is greater than the hydraulic pressure for moving the brewing piston into the brewing position.
  • the pressure chamber is arranged in particular in an upper section of the brewing unit and particularly above the brewing piston.
  • the brewing piston in particular delimits a lower section of the pressure chamber, such that the piston pressure in the pressure chamber is able to push or move the brewing piston axially downwards towards the coffee receiving space.
  • the piston shaft housing in particular delimits an upper section of the pressure chamber, such that the piston pressure in the pressure chamber is able to push or move the piston shaft housing axially upwards away from the coffee receiving space in the opposite direction.
  • the piston skirt housing is mounted so as to be displaceable in particular along a longitudinal guide or vertical guide.
  • the longitudinal guidance can z. B. via at least one connecting screw with, in particular, a thread-free guide section.
  • the at least one return spring is arranged in particular on the connecting screw.
  • the piston skirt housing is in particular coupled to the actuating element or connected to it, such that the actuating element is able to assume an actuating position together with the piston skirt housing in the axial direction, in particular upwards, can be moved.
  • the actuating element can in principle also be part of the piston skirt housing.
  • the locking body Due to the axial movement of the actuating element, the locking body is moved into a locking position and locks the brewing piston. To assume the locking position, the locking body moves in particular transversely to the piston axis or radially towards the brewing piston and in particular engages in a recess on the brewing piston.
  • the locking of the brewing piston can be produced in different axial positions of the brewing piston and consequently in different axial brewing positions of the brewing piston. This is achieved, for example, by arranging at least two or more successive recesses on the brewing piston in the axial direction.
  • the movement of the piston shaft housing is comparatively small, especially compared to the movement of the brewing piston, since the movement only serves to actuate the locking body.
  • the piston shaft of the brewing piston is guided in particular by a piston shaft guide tube.
  • the piston skirt is guided in particular from the piston skirt housing through the piston skirt guide tube into a piston stamp guide housing in which the piston stamp is arranged.
  • the piston shaft guide tube therefore connects in particular the piston shaft housing with the piston plunger guide housing.
  • the piston skirt housing and the piston skirt guide tube are in particular stationary, i.e. arranged immovably in the machine unit.
  • the piston shaft guide tube can have at least one radial opening, in particular several and particularly evenly around the circumference of the piston shaft guide. have radial openings arranged in the tube.
  • the at least one locking body is in particular a spherical body guided in a radial opening of the piston shaft guide tube, which in the locking position engages in a recess on the piston shaft designed as a recess.
  • the depression on the piston skirt can be a ring-shaped depression.
  • the actuating element is in particular an annular body which surrounds the piston shaft guide tube.
  • the brewing piston can cooperate with restoring means, in particular with a restoring spring, by means of which the brewing piston can be moved back or reset from the brewing position to the starting position after the hydraulic pressure, in particular (piston) water pressure, in the pressure chamber has been reduced.
  • the restoring means are arranged in particular in the piston skirt housing.
  • the return spring can in particular be a compression spring.
  • the piston shaft of the brewing piston can be guided axially by the compression spring.
  • the compression spring is in particular designed and arranged in the brewing unit in such a way that it is compressed by advancing or moving the brewing piston towards the brewing position and moves the brewing piston back into its starting position by expanding.
  • the piston skirt housing cooperates with restoring means, in particular with at least one restoring spring, by means of which the piston skirt housing can be moved back from the actuation position to its starting position after the (piston) water pressure has been reduced.
  • the at least one return spring can in particular be a compression spring.
  • the compression spring is in particular designed and arranged in the brewing unit in such a way that it is activated by an axial movement of the piston movement that is opposite to the piston movement Piston shaft housing is compressed and the piston shaft housing is moved back to its starting position by expanding the compression spring.
  • the water pump is in particular:
  • the control device is designed in particular to switch the water pump between a piston water feed and a brewing water feed.
  • a directional valve such as a 3/2-way valve, is arranged in the piston water line, which is designed and can be controlled or switched via the control device so that when the piston water pressure is reduced, piston water flowing back can be discharged via a discharge line, bypassing the water pump.
  • the discharge line is in particular a return water line, via which returning piston water can flow back into the water tank.
  • the return flow can be done directly, with the return water line leading directly into the water tank, or can be done indirectly, with the return water line leading into the supply water line.
  • a directional valve such as a 3/2-way valve, is arranged in the brewing water line, which is designed and can be controlled or switched via the control device so that after the brewing process, residual water flowing back towards the water pump can be drained away via a discharge line, e.g. into a drip tray.
  • the coffee machine is a portafilter mias chine and contains a portafilter device that can be removed from the machine unit with a brewing sieve, also called a portafilter.
  • the portafilter device forms a coffee receiving space, which forms the brewing chamber together with the brewing piston or piston plunger that is advanced into the brewing position.
  • Removable means in particular that the portafilter device can be completely separated from the machine unit without a permanent connection to the machine unit.
  • the portafilter device contains in particular a handle for manually attaching the portafilter device to the machine unit and for manually removing the portafilter device from the machine unit. Attaching and removing the portafilter device is particularly tool-free.
  • the coffee receiving space of the portafilter device can be formed in particular by a sieve insert with a brewing sieve integrated into the portafilter housing.
  • the coffee receiving space of the portafilter device can be fixed in place
  • the sieve insert built into the portafilter housing can be designed with a brewing sieve.
  • the sieve insert can also be removable.
  • the movably mounted brewing piston is advanced into the coffee receiving space of the portafilter device for pressing (tamping) the coffee powder and closing the brewing chamber, no different sized sieve inserts are necessary for different amounts of coffee powder.
  • the portafilter device can be attached to the machine unit to initiate a brewing process using a quick-release fastener known in the prior art, such as a bayonet lock, i.e. by attaching and screwing in the portafilter device on the machine unit.
  • the portafilter device can also be inserted in a straight line into the machine unit via a linear guide device.
  • the portafilter device can be removed from the machine unit, in particular to remove the coffee residue after a brewing process.
  • the portafilter unit can also be removable from the machine unit for filling the portafilter device with coffee powder.
  • the portafilter device or the coffee receiving space is filled with coffee powder via a grinder integrated into the machine unit or coffee machine. This particularly applies to fully automatic coffee machines.
  • the machine unit or coffee machine can contain a device for dispensing and in particular for producing and dispensing coffee powder into the coffee receiving space.
  • the invention also relates to a method for brewing coffee with a coffee machine as described above.
  • coffee drinks include all types of coffee preparation that are possible with a portafilter machine. These are e.g. B. black coffee, espresso, espresso lunge, ristretto, etc.
  • coffee drinks also include types of preparation with milk as an additive, such as. E.g. cappuccino or latte macchiato.
  • the coffee machine can also contain a milk preparation device, such as a milk frother.
  • the coffee machine contains an input device, e.g., to trigger a brewing process and in particular to select the type of coffee preparation.
  • an input device e.g., to trigger a brewing process and in particular to select the type of coffee preparation.
  • the method is characterized in that, to carry out a brewing process, the brewing piston is advanced by means of a piston drive in the direction of the coffee receiving space filled with coffee powder, and when the brewing position is reached, the locking device is actuated and the brewing piston is locked against an axial movement directed away from the brewing chamber.
  • a water pump Using the water pump, brewing water is pumped into the brewing chamber while building up brewing water pressure and the brewing process is carried out.
  • a piston water pressure acting on the brewing piston is built up by means of the water pump, whereby the brewing piston is advanced, in particular against the restoring force of a restoring means, in the direction of the coffee receiving space, in particular downwards, into the brewing position.
  • the water pump draws the (piston) water required to build up piston water pressure from the water tank via the supply water line and pumps it into the piston water line as piston water.
  • the piston stamp engaging in the coffee receiving space closes the coffee receiving space, thereby forming a closed brewing chamber.
  • the brewing piston acts as a coffee press or “tamper” and presses the coffee powder together in the coffee receiving space.
  • the degree or extent of coffee pressing which significantly influences the type of coffee preparation, can be determined in particular via the control device.
  • the control device can thus control the pressing pressure (piston pressure) exerted on the coffee powder via the piston drive or the water pump based on the corresponding specifications for coffee pressing (measure or degree of coffee pressing).
  • the coffee pressing can be controlled on the basis of stored default values or on the basis of default values entered or selected via the input device on the machine unit.
  • the pressing pressure exerted on the coffee powder by the brewing piston is lower than the brewing water pressure in the brewing chamber exerted on the brewing piston by the brewing water in the opposite direction during the brewing process.
  • the brewing piston is locked in the brewing position against an axial movement opposite to the advancing direction of the brewing piston. Thanks to the locking mechanism, the piston drive only has to apply the lower pressing force required to press the coffee during a brewing process and not a higher force that counteracts the brewing water pressure.
  • Brewing piston has reached the brewing position, an actuating element through the Piston water pressure moves or shifted in an axial direction opposite to the advancing direction of the brewing piston, in particular shifted upwards.
  • the at least one locking body is moved radially towards the brewing piston, in particular towards the piston shaft, into a locking position, whereby the brewing piston is locked.
  • “Radial” also means transverse to the piston axis.
  • the at least locking body engages in a recess on the brewing piston, in particular on the piston shaft.
  • the actuating element in particular the movably mounted piston shaft housing, to which the actuating element is coupled or connected, is moved by the piston water pressure in the pressure chamber against the restoring force of the restoring means in an axial direction opposite to the advancing direction of the brewing piston, in particular upwards Actuating position moved or shifted.
  • the piston water pressure is maintained during the brewing process, whereby the actuating element or the piston shaft housing with the actuating element remains in the actuating position and thus the locking body remains in the locking position.
  • the locking device now has the advantage that in the case of a portafilter machine, the brewing pistons are only locked after the coffee powder (tamper) has been pressed or pressed into the portafilter device. Since depending on the type of preparation, the amount of coffee powder and accordingly the brewing position of the brewing piston can vary along the brewing piston axis.
  • the water pump draws water from the water tank via the supply water line and pumps it into the brewing water line as brewing water.
  • the water pump in particular is switched from the piston water feed to the brewing water feed. This also happens using the control device. Thanks to the check valve in the piston water line, the built-up piston water pressure in the piston water line is maintained despite switching to the brewing water feed.
  • the piston water pressure is only reduced after the brewing process has been completed in order to release the lock and move the brewing piston back to its starting position.
  • the supply of brewing water through the water pump stops and the brewing water pressure is reduced accordingly.
  • the directional control valve on the brewing water line the residual water in the brewing water line is drained, e.g. into a drip tray.
  • the directional control valve in the piston water line is switched via the control device, such that the piston water is discharged via the discharge water line.
  • the piston water is returned to the water tank in particular via the discharge water line designed as a return water line.
  • the actuating element or the piston shaft housing with the actuating element moves back from the actuating position to the starting position due to the restoring force of the restoring means.
  • the locking of the brewing piston can be released again by the at least one locking body and the brewing piston can be moved back to its starting position via the restoring means.
  • the locking is released passively by the backward-moving brewing piston pushing the at least one locking body back into a space released by the backward-moving actuating element.
  • the individual units or devices such as water pumps, valves, piston drives or grinders, are controlled in particular via the control device.
  • Control commands can be transmitted to the control device via the input device.
  • the piston drive in particular is controlled via the control device.
  • the control device then controls the pressing pressure (piston pressure) exerted on the coffee powder via the piston drive based on the corresponding specifications for coffee pressing (amount or degree of coffee pressing).
  • the brewing piston does not retreat during the brewing process despite the lower piston pressure
  • the brewing piston is locked using an existing drive.
  • portafilter machines are in particular: - thanks to the movable brewing piston, which allows individual coffee pressing even when the coffee receiving space is filled with different amounts of coffee powder, portafilter inserts of different sizes are no longer necessary;
  • Figure la perspective view of a first embodiment of an arrangement of brewing unit and grinder as well as of the linear guide device and portafilter device of a portafilter machine from diagonally in front;
  • Figure 1b Cross section through the arrangement according to Figure la;
  • Figure 1c further perspective view of the arrangement according to Figure la from diagonally behind;
  • Figure 2 perspective view of the portafilter device from diagonally above
  • Figure 3 perspective view of the linear guide device according to Figure la without portafilter device from diagonally below;
  • Figure 4 schematic view of a portafilter machine with an arrangement according to
  • FIG. 1 perspective view of the grinder according to Figures 1a to 1c from diagonally below.
  • the coffee machine 1 contains a brewing unit 10 and a device for producing and dispensing coffee powder 30 with a conical grinder 31.
  • a holding and guiding device 40 with a linear guide device 41 arranged below the brewing unit 10 and the device 30 .
  • the linear guide device 41 contains two in one Guide rails 42a, 42b arranged at a distance from one another and running parallel to one another, each of which contains a guide slot 44 for the sliding reception of guide strips 55 on a portafilter device 50.
  • the coffee machine 1 comprises a portafilter device 50 with a portafilter housing 54 and a handle body 53 for holding the portafilter device 50.
  • a portafilter housing 54 On the outside of the portafilter housing 54 are two guide strips 55, which run laterally and parallel to one another on both sides of a receiving opening 56, for insertion into the guide slots 44 of the guide rails 42a, 42b arranged.
  • the brewing unit 10 and the device 30 with conical grinder 31 are arranged one behind the other along the insertion axis EA, with the device 30 with conical grinder 31 being arranged after the brewing unit 10 in the insertion direction ER.
  • the portafilter device 50 can be inserted into the machine unit 2 of the coffee machine 1 via the guide strips 55 which engage laterally in the guide slots 44 of the guide rails 42a, 42b.
  • the machine unit 2 corresponds to the coffee machine 1 without a portafilter device 50.
  • the portafilter device 50 can be inserted, among other things, into a filling position FS, in which the portafilter device 50 is arranged below the device 30 or the grinder 31.
  • the holding and guiding device 40 forms an end stop 45, which represents an insertion limit and at the same time ensures the exact positioning of the portafilter device 50 in the filling position FS for filling the portafilter device 50 with coffee powder 22. This means that the portafilter device 50 assumes the filling position FS when the stop 45 is reached.
  • the conical grinder 31 contains a multi-part housing 35, in which the grinding cone 32 and the grinding ring 33, which surrounds the grinding cone 32, are arranged are.
  • the grinding cone 32 tapers upwards along the cone axis starting from the cone base.
  • the grinding ring 33 is mounted in the housing 35 via bearings, such as ball bearings, so that it can rotate about the cone axis of the grinding cone 32 and is driven via an electric motor 34.
  • the grinding gap is formed between the grinding ring 33 and the grinding cone 32, into which the coffee beans are fed from above and ground by the grinding ring rotating around the cone axis.
  • the ground coffee powder leaves the grinding gap at the lower end in the area of the cone base and falls downwards due to gravity.
  • the grinding cone 32 is rigid, i.e. arranged stationary and is connected to the housing 35 at its two cone ends via several connecting webs 36a, 36b.
  • the connecting webs 36a, 36b run in a star shape, starting from the cone axis, radially outwards towards the housing 35.
  • the coffee machine contains an integrated grinder as shown in the figures.
  • the grinder can also be arranged or attached to the coffee machine in such a way that a portafilter device is filled with coffee powder before it is inserted into the machine unit or before it is attached to the machine unit.
  • the Coffee machine does not contain a grinder and the coffee powder is obtained from a separate coffee grinder or from a supply.
  • the portafilter device 50 contains a sieve insert 49 embedded in the portafilter housing 54 with a brewing sieve 52 forming the bottom of the sieve insert 49.
  • the sieve insert 49 forms the coffee receiving space 51 for receiving the coffee powder 22. This is open at the top. Accordingly, the sieve insert 49 has a receiving opening 56 at the top. This is opposite the brewing sieve 52.
  • the coffee receiving space 51 is cylindrical, but has a circumferential, funnel-shaped extension 57 in the area of the receiving opening 56.
  • the sieve insert 49 is firmly connected to the portafilter housing 54 and cannot be removed. However, the sieve insert 49 can also be removable.
  • the sieve insert can also be an integral part of the portafilter housing 54.
  • the portafilter device 50 is retracted into the brewing position BS in a linear countermovement via the linear guide device 41. In the brewing position BS, the portafilter device 50 is located below the brewing unit 10.
  • the linear guide device 41 and the portafilter device 50 have mutually cooperating locking means 43, 59, which allow an exact, self-centering positioning of the portafilter device 50 in the brewing position BS.
  • locking notches 43 are formed in the guide slot 44 of the guide rails 42a, 42b, into which spring-loaded balls 59 arranged on the guide strips 55 of the portafilter device 50 engage.
  • the locking notches 43 each form an inlet ramp in the insertion direction ER and against the insertion direction ER. This is intended to reduce the effort required when pushing out or pulling out the portafilter device 50 from the locking position, so that the portafilter device 50 can be effortlessly pushed or pulled over the locking position or pulled out or pushed out of the locking position again.
  • the portafilter device can also be attached using a conventional quick-release fastener, such as. B. Bayonet lock.
  • a conventional quick-release fastener such as. B. Bayonet lock.
  • An integrated grinder is also not mandatory.
  • the brewing unit 10 contains a brewing piston 4 with a piston shaft 5, which is guided in a piston shaft housing 7, and a piston stamp 6 arranged at the lower end, i.e. towards the portafilter device 50, which is guided in a piston stamp guide housing 19.
  • the piston plunger guide housing 19 includes a piston shaft guide tube 15, through which the piston shaft 5 is felt from the piston shaft housing 7 into the piston plunger guide housing 19.
  • the piston axis KA is perpendicular to the insertion direction ER or insertion plane EE of the portafilter device 50 and accordingly also runs perpendicular to the receiving opening 56 of the portafilter device 50.
  • the brewing piston 4 is moved by a piston drive 21 from its starting position AK in the direction of gravity G downwards to the coffee receiving space 51 of the portafilter device 50.
  • the piston stamp 6 is moved into the coffee receiving space 51 and presses or compresses the coffee powder 22. In other words, the so-called “Tampem” is carried out with the brewing piston 4.
  • the brewing position BK is reached, the advance of the brewing piston 4 is stopped.
  • the coffee receiving space 51 closed by the piston stamp 6 now forms a brewing chamber 3.
  • the piston drive 21 and thus also the piston pressure, which in turn is a measure of the coffee pressing, is controlled via the control device 20.
  • the piston drive 21 can be an electric drive or a hydraulic drive. In the latter case, as explained in more detail below, a hydraulic fluid, such as water, is introduced into a pressure chamber 9 via a feed 25.
  • a hydraulic drive of the brewing piston 4 can take place via the water pump 62 of the brewing water treatment device 60, as explained below with reference to FIG. 4.
  • the portafilter device 50 contains a coffee outlet opening 58 arranged below the brewing sieve 52. Through this, the coffee brewed in the brewing chamber 3 and pressed through the brewing sieve 52 flows downwards, e.g. B. in a drinking vessel (not shown).
  • the brewing piston 4 interacts with a return spring 8.
  • this corresponds to a compression spring 8 surrounding the piston shaft 5 in the form of a helical spring.
  • the compression spring 8 which is compressed when the brewing piston 4 is advanced towards the portafilter device 50, pushes the brewing piston 4 back into its starting position AK after the brewing process has been completed and the piston pressure is reduced.
  • a piston drive 21 such as. B. with an electric drive which actively moves the brewing piston 4 back, restoring means such as return springs are not absolutely necessary.
  • the brewing piston 4 also has a piston guide sleeve 24, by means of which the brewing piston 4 is axially guided in the piston shaft housing 7.
  • the piston guide sleeve 24 is arranged in the upper end section of the brewing piston 4 towards the pressure chamber 9.
  • the brewing piston 4 is locked by a locking device 11 in the brewing position BK against an axial direction opposite to the advancing direction of the brewing piston 4. The locking serves, among other things, to relieve the load on the piston drive 21.
  • the piston pressure exerted by the piston drive 21 on the brewing piston 4 for pressing the coffee powder 22 is significantly lower than the brewing water pressure built up in the brewing chamber 3 by the water pump 62 of the brewing water preparation device 60, which acts as counter pressure acts on the brewing piston 4. Thanks to the locking of the brewing piston 4 during the brewing process, no counter pressure corresponding to the brewing water pressure has to be built up with the piston drive 21. However, the locking device 11 is not mandatory. Furthermore, locking can also be done by the piston drive 21 itself.
  • the piston drive 21 exerts hydraulic pressure on the brewing piston 4 via a hydraulic pump using a hydraulic fluid.
  • a hydraulic fluid is introduced via a feed 25, such as a piston water feed, into a pressure chamber 9, which is delimited, among other things, by the movable brewing piston 4.
  • the pressure chamber 9 is not particularly clear from Figure 1b, since it only expands spatially through the movement of the brewing piston 4 from its starting position AK downwards into the brewing position BK.
  • the hydraulic pump can correspond to the water pump 62 of the brewing water treatment device 60 and the hydraulic fluid can be water from the water tank 61 of the brewing water treatment device 60. Due to the pressure of the hydraulic fluid (e.g. water) flowing into the pressure chamber 9, the brewing piston 4 moves against the restoring force of the return spring 8 from its starting position AK downwards in the direction of the portafilter device 50 into the brewing position BK.
  • the hydraulic fluid e.g. water
  • the pressure chamber 9 is limited at the top by the piston skirt housing 7.
  • the piston shaft housing 7 is mounted so that it can move axially relative to the piston plunger guide housing 19 and correspondingly relative to the piston shaft guide tube 15 along the connecting screws 23 via two connecting screws 23.
  • the connecting screws 23 accordingly form a, in particular thread-free, guide section for axially guiding the axially movable piston shaft housing 7.
  • the piston shaft housing 7 is held in a starting position by two compression springs 17 which press the piston shaft housing 7 downwards.
  • the compression springs 17 are designed as coil springs and each surround the connecting screws 23.
  • An annular actuating element 12 of the locking device 11 surrounding the piston shaft guide tube 15 is also connected to the piston shaft housing 7 and is also moved upwards accordingly.
  • the actuating element 12 forms a radial distance from the piston shaft guide tube 15 in an upper section, which creates an annular cavity or gap.
  • the actuating element 12 is in sliding contact with the Piston shaft guide tube 15 and adheres to it.
  • the upper and lower sections merge into one another using a guide ramp.
  • the piston shaft guide tube 15 has radial through openings 14, in which spherical bodies 13 are movably mounted.
  • the piston shaft 4 has a plurality of recesses 16 arranged along the piston axis KA and each revolving in a ring shape, into which the spherical bodies 13 can engage.
  • the piston shaft housing 7 and with it the actuating element 12 are held in a lower starting position by the restoring force of the compression springs 17.
  • the upper section of the actuating element 12 is located with the annular cavity or gap at the level of the radial through openings 14.
  • the spherical bodies 13 are set back from the radial through openings 14 and engage in the annular cavity.
  • the piston shaft housing 7 is raised slightly in the axial direction together with the actuating element 12, as mentioned.
  • the lower section of the actuating element 12 moves upwards together with the annular gap, whereby the spherical bodies 13 are pushed back radially inwards into the through openings 14 by the lower section, which also moves upwards.
  • the guide ramp between the upper and lower sections ensures that the spherical bodies 13 do not wedge with the actuating element 12, but rather move evenly into the through openings 14.
  • the locking remains in place as long as the hydraulic pressure in the pressure chamber 9 is able to push the piston shaft housing 7 upwards against the restoring force of the compression springs 17.
  • the pressure in the pressure chamber 9 is reduced, causing the piston shaft housing 7 to retreat downwards into the starting position together with the actuating element 12 due to the restoring force of the compression springs 17.
  • the upper section of the actuating element 12 comes together with the annular gap between the actuating element 12 and the piston shaft guide tube 15 to lie again at the level of the radial through openings 14.
  • the restoring force exerted by the compression spring 8 on the brewing piston 4 now predominates.
  • the compressive force of the compression spring 8 or by the brewing piston 4 set in upward movement by the compression spring 8 the spherical bodies 13 are pushed back out of the recess 16 into the radial through openings 14 and the annular gap behind them.
  • the lock is released and the brewing piston 4 moves back up to the starting position AK due to the restoring force of the compression spring 8.
  • FIG 4 shows a special further development of the coffee machine 1, which is characterized in that the brewing piston 4 is driven by the water pump 62 of the brewing water preparation device 60 or is advanced into the brewing position BK.
  • the water pump 62 draws the water from a water tank 61 via a supply water line 64.
  • the water pump 62 is connected to the brewing water feed 18 on the piston plunger 6 via a brewing water line 66 tied together.
  • a heating unit 63 e.g. B. a thermoblock or instantaneous water heater, arranged to heat the brewing water flowing through the brewing water line 66.
  • the water pump 62 pumps water under pressure from the water tank 61 via the brewing water line 66 into the brewing chamber 3.
  • the brewing water is heated by the heating unit 63 on its way through the brewing water line 66.
  • a 3/2-way valve 72 is arranged on the brewing water line 66, which contains a further connection for draining residual water into a collecting container, such as a drip tray, following the brewing process.
  • the 3/2-way valve 72 is switched via the control device 20.
  • the water pump 62 is further connected to a piston water line 65, via which water is pumped from the water tank 61 into a pressure chamber 9 in the piston shaft housing 7 (see Figure 1b) to drive the brewing piston 4 from the starting position AK to the brewing position BK.
  • the piston water line 65 has a check valve 71, which prevents the water from flowing back from the pressure chamber 9 into the water pump 62. Furthermore, a 3/2-way valve 70 is arranged in the piston water line 65 between the check valve 71 and the pressure chamber 9. A return water line 67 is connected to the 3/2-way valve 70, via which piston water can be directed back into the water tank 61. There is also a pressure gauge 73 on the piston water line 65 for monitoring the pressure in the pressure chamber 9.
  • the water pump 62 pumps water from the water tank 61 into the piston water line 65 and builds up a piston pressure specified by the control device 20.
  • the water pump 62 pumps heated water from the water tank 61 through the brewing water line 66 into the brewing chamber 3 and builds up a brewing pressure, which is usually higher than the piston pressure.
  • the water pump 62 is connected via the control device 20 between the piston water line 65 and the brewing water line 66 or between the piston water feed and the brewing water feed.
  • the check valve 71 in the piston water line 65 prevents a pressure loss in the pressure chamber 9 when switching the water pump 62 from the piston water line 65 to the brewing water line 66.
  • the pressure in the brewing water line 66 is reduced and the 3/2-way valve 72 is switched by the control device 20 so that the residual water is drained into a collecting container (not shown).
  • the pressure is also reduced in the piston water line 65 and the 3/2-way valve 70 is switched so that the piston water is directed back into the water tank 61 via the return water line 67.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kaffeemaschine (1), enthaltend eine Maschineneinheit (2) mit einem zwischen einer Ausgangsposition (AK) und einer Brühposition (BK) beweglich gelagerten Brühkolben (4), einem über die Steuerungseinrichtung (20) steuerbaren Kolbenantrieb (62) zum Bewegen des Brühkolbens (4) von der Ausgangsposition (AK) in die Brühposition (BK), einer Wasseraufbereitungseinrichtung (60) mit einem Wassertank (61), einer Wasserpumpe (62) und einer Heizeinheit (63) zum Erzeugen und Abgeben von heissem Brühwasser unter Druck in eine Brühkammer (3), sowie mit einer Steuerungseinrichtung (20) zur Steuerung der Kaffeemaschine (1). Die Kaffeemaschine enthält eine Arretiereinrichtung (11) mit mindestens einem Arretierkörper (13) zum Arretieren des Brühkolbens (4) in der Brühposition (BK).

Description

KAFFEEMASCHINE UND VERFAHREN ZUM ZUBEREITEN EINES KAFFEE GETRÄNKS
Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Kaffeemaschinen und betrifft eine Kaffeemaschine zum Herstellen, insbesondere Brühen eines Kaffeegetränks gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum Herstellen, insbesondere Brühen eines Kaffeegetränks.
Es sind eine Vielzahl unterschiedlicher Systeme von Kaffeemaschinen zur Herstellung bzw. Brühen eines Kaffeegetränks bekannt. Neben den bekannten Kapselmaschinen, bei welchen das Kaffeepulver in Kapseln vorportioniert der Kaffeemaschine zugeführt wird, gibt es auch Systeme, bei welchen das Kaffeepulver für jeden Brühvorgang in einen Kaffeeaufnahmeraum portioniert eingefüllt wird. Bei diesen Systemen unterscheidet man zwischen den halbautomatisch arbeitenden Kaffeemaschinen, den so genannten Halbautomaten, und den vollautomatisch arbeitenden Kaffeemaschinen, den so genannten Vollautomaten.
Unter den Halbautomaten sind insbesondere die so genannten Siebträgermaschinen bekannt. Diese zeichnen sich durch einen manuell abnehmbaren Siebträger aus, welcher den Kaffeeaufnahmeraum ausbildet, der gegen unten durch das Brühsieb abgeschlossen wird. Das Befüllen des Siebträgers mit Kaffeepulver als auch das Entfernen des Kaffe etr esters nach dem Brühvorgang aus dem Siebträger geschieht ausserhalb der Kaffeemaschine. Hierzu wird der Siebträger manuell von der Kaffeemaschine ab genommen.
Die Vollautomaten unterscheiden sich von den Halbautomaten dadurch, dass das Bereitstellen des Kaffeepulvers bzw. das Befüllen des Kaffeeaufnahmeraums mit Kaffeepulver vor dem Brühvorgang ein vollautomatisch integrierter Vorgang innerhalb der Kaffeemaschine ist. Ferner wird auch der Kaffeetrester nach Ende des Brühvorganges vollautomatisch in einen integrierten Auffangbehälter in der Kaffeemaschine ausgestossen. Entsprechend umfassen Vollautomaten keinen abnehmbaren Siebträger.
Die Bereitstellung des Kaffeepulvers erfolgt bei Vollautomaten in der Regel über ein integriertes Mahlwerk, mittels welchem für jeden Brühvorgang Kaffeebohnen aus einem Speicherbehälter der Kaffeemaschine frisch gemahlen werden.
Unter Kaffeepulver ist in vorliegender Beschreibung insbesondere gemahlener Kaffee, also Kaffeemehl zu verstehen. Unter Kaffeetrester ist in vorliegender Beschreibung insbesondere der Pressrückstand nach dem Brühvorgang gemeint, welcher auch als Kaffeesatz bezeichnet wird.
Die vorliegende Erfindung betrifft nun insbesondere vollautomatisch und ganz besonders halbautomatisch arbeitende Kaffeemaschinen, wie Siebträgermaschinen. Bei diesen Kaffeemaschinen muss das Kaffeepulver vor dem Brühvorgang im Kaffeeaufnahmeraum noch angedrückt werden. Diesen Vorgang nennt man auch «Tampem».
Das Andrücken des Kaffeepulvers im Kaffeeaufnahmeraum ist entscheidend für den nachfolgenden Brühvorgang, z. B. für die Zubereitung eines Espressos mit Crema, und beeinfluss die Zubereitungsart des gebrühten Kaffees.
Es ist bekannt, das Andrücken des Kaffeepulvers, das so genannten «Tampem», über einen beweglichen Brühkolben auszuüben, welcher über einen Handhebel oder über einen Kolbenantrieb vollautomatisch nach unten in den Kaffeeaufnahmeraum vorgetrieben bzw. bewegt wird. Jeder Automatisierungsschritt, wie z. B. das automatische Antreiben des Brühkolbens, erfordert jedoch zusätzliche Komponenten und Aggregate, wie Antriebe. Dadurch wird der Aufbau der Kaffeemaschine immer komplexer. Dies fühlt einerseits zu einem höheren Wartungsaufwand und andererseits auch zu einer höheren Störungsanfällig- keit. Ferner verteuern zusätzliche Komponenten, insbesondere Antriebe, die Kaffeemaschine.
Es ist nun eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Kaffeemaschine mit hohem Grad an Automatisierung, jedoch mit möglichst wenigen Antriebseinrichtungen zum Antreiben der verschiedenen Aggregate mittels einer Steuerungseinrichtung vorzuschlagen.
Eine weitere Aufgabe besteht darin, eine Kaffeemaschine vorzuschlagen, welche ein definiertes, über eine Steuerungseinrichtung gesteuertes Andrücken des Kaffeepulvers auch bei unterschiedlicher Befüllung des Siebträgers mit Kaffeepulver ermöglicht.
Eine weitere Aufgabe besteht darin, eine Kaffeemaschine vorzuschlagen, bei welcher der beweglich geführte Brühkolben gegen ein Zurückdängen aus dem Kaffeeaufnahmeraum durch den Brühdruck in der Brühkammer während des Brühvorganges gesichert ist. Die Sicherungsmittel sollen möglichst keinen zusätzlichen Antrieb notwendig machen.
Wenigstens eine Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Die abhängigen Ansprüche, die Beschreibung und die Figuren beinhalten besondere Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung.
Die erfindungsgemässe Kaffeemaschine enthält eine Maschineneinheit mit:
- einer Steuerungseinrichtung zur Steuerung der Kaffeemaschine,
- einem zwischen einer Ausgangsposition und einer Brühposition beweglich gelagerten Brühkolben, - einem über die Steuerungseinrichtung steuerbaren Kolbenantrieb zum Bewegen des Brühkolbens von der Ausgangsposition in die Brühposition, und mit
- einer Wasseraufbereitungseinrichtung mit einem Wassertank, einer Wasserpumpe und einer Heizeinheit zum Erzeugen und Abgeben von heissem Brühwasser unter Druck in eine Brühkammer.
Der Brühkolben ist insbesondere entlang seiner Kolbenachse, d.h. axial, beweglich gelagert.
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Kaffeemaschine eine Arretiereinrichtung mit mindestens einem Arretierkörper zum Arretieren des Brühkolbens in der Brühposition enthält. Die Arretierung gilt insbesondere der Verhinderung einer axialen Bewegung des Brühkolbens aus der Brühposition heraus in Richtung Aus gangsp os iti on .
Der Brühkolben ist insbesondere Teil einer in der Maschineneinheit ausgebildeten Brüheinheit und weist einen Kolbenstempel auf. Der Kolbenstempel ist brühseitig angeordnet. Der Kolbenstempel ist insbesondere mit einem Kolbenschaft verbunden, welcher insbesondere in einem Kolbenschaftgehäuse gefühlt ist. Das Kolbenschaftgehäuse ist insbesondere Teil der Brüheinheit in der Maschineneinheit.
Die Brüheinheit bildet insbesondere zusammen mit dem Kaffeeaufnahmeraum und einem Brühsieb bzw. zusammen mit einer Siebträgereinrichtung eine Brühgruppe aus.
Der Brühkolben dient insbesondere dem Andrücken (Tampem) des in einen Kaffeeaufnahmeraum vorgängig eingefüllten Kaffeepulvers vor dem Brühvorgang sowie zum Schliessen des Kaffeeaufnahmeraums und zur Ausbildung einer geschlossenen Brühkammer für den nachfolgenden Brühvorgang. Der Kaffee aufnahmeraum bzw. die den Kaffeeaufnahmeraum ausbildende Kaffeeaufnahme ist insbesondere ortsfest bzw. unbeweglich in der Maschineneinheit angeordnet, insbesondere während des Brühvorgangs. Entsprechendes gilt folglich für die Siebträgereinrichtung, falls die Kaffeemaschine eine Siebträgermaschine ist.
Durch den Kolbenstempel kann eine Brühwassereinspeisung zum Einleiten von Brühwasser in die Brühkammer führen.
Der Kolbenantrieb kann einen Elektromotor umfassen. So kann der Brühkolben über eine Antriebs Spindel vom Elektromotor angetrieben werden.
Der Kolbenantrieb kann auch einen hydraulischen Antrieb umfassen, mittels welchem über eine Hydraulikflüssigkeit, wie Wasser, in einer Druckkammer in der Brüheinheit ein hydraulischer Druck aufgebaut wird, welcher den Brühkolben in die Brühposition zu schieben bzw. vorzutreiben bzw. bewegen vermag. Der hydraulische Druck kann über eine Pumpe erzeugt werden. Der hydraulische Druck kann z. B. zwischen 2 und 3 bar betragen.
Gemäss einer Weiterbildung der Erfindung ist die Wasserpumpe der Wasseraufbereitungseinrichtung Teil des Kolbenantriebs bzw. bildet den Kolbenantrieb aus.
Durch Aufbau eines auf den Brühkolben wirkenden (Kolben-)Wasserdrucks durch die Wasserpumpe ist der Brühkolben von der Ausgangsposition in die Brühposition bewegbar ist.
Die Wasserpumpe der Wasseraufbereitungseinrichtung hat in dieser Konstellation eine Doppelfunktion: zum einen wird mit der Wasserpumpe Brühwasser in die Brühkammer gepumpt und zum anderen wird mit derselben der Wasserpumpe (Kolben-)Wasser zum Vortreiben des Brühkolbens in eine Druckkammer in der Brüheinheit gepumpt. Als Kolbenwasser wird jenes Wasser verstanden, welches von der Wasserpumpe zwecks Aufbau eines Kolbenwasserdrucks zur Bewegung des Brühkolbens in die Kolbenwasserleitung gepumpt wird.
Die Arretiereinrichtung ist nun insbesondere über den Kolbenantrieb betätigbar. So kann die Arretiereinrichtung durch den hydraulischen Antrieb, insbesondere durch die Wasserpumpe der Wasseraufbereitungseinrichtung betätigbar sein.
Durch Aufbau eines auf die Arretiereinrichtung wirkenden Wasserdrucks, insbesondere Kolbenwasserdrucks ist der mindestens eine Arretierkörper der Arretiereinrichtung in eine Arretierstellung verschiebbar.
Der mindestens eine Arretierkörper der Arretiereinrichtung ist insbesondere indirekt durch den Kolbenwasserdruck in eine Arretierstellung verschiebbar.
Die Arretiereinrichtung ist insbesondere ein Arretiermechanismus.
Die Arretiereinrichtung enthält insbesondere ein parallel zur Kolbenachse des Brühkolbens bewegbares Betätigungselement. Der mindestens eine Arretierkörper ist durch bzw. über das Betätigungselement zum Brühkolben hin in eine Arretierstellung bewegbar.
Das Betätigungselement ist insbesondere durch den hydraulischen Druck, insbesondere Flüssigkeitsdruck bzw. Kolbenflüssigkeitdruck, wie Wasserdruck bzw. Kolbenwasserdruck, parallel zur Kolbenachse des Brühkolbens bewegbar.
Die Kaffeemaschine ist nun insbesondere so ausgelegt, dass zur Einleitung eines Brühvorganges der Kolbenantrieb in einem ersten Schritt den Brühkolben in eine Brühposition bewegt und nach Erreichen der Brühposition in einem zweiten Schritt die Arretiereinrichtung unter Arretierung des Brühkolbens betätigt. Eine als Siebträgermaschine ausgebildete Kaffeemaschine ist insbesondere so ausgelegt, dass zur Einleitung eines Brühvorganges der Kolbenantrieb in einem ersten Schritt den Brühkolben unter Pressen des Kaffeepulvers durch Aufbringen einer Presskraft in eine Brühposition bewegt und bei Erreichen einer maximalen Presskraft mit der Einnahme der Brühposition in einem zweiten Schritt die Arretiereinrichtung unter Arretierung des Brühkolbens betätigt.
Gemäss einer Weiterbildung der Erfindung ist das Kolbenschaftgehäuse entlang der Kolbenachse beweglich gelagert. Dieses wirkt mit dem Betätigungselement der Arretiereinrichtung zusammen.
Das Kolbenschaftgehäuse und der Brühkolben sind insbesondere derart ausgelegt und wirken derart zusammen, dass der Kolbenantrieb den Brühkolben im ersten Schritt in axialer Richtung zur Brühkammer hin in die Brühposition vortreibt und anschliessend das Kolbenschaftgehäuse im zweiten Schritt unter Betätigung der Arretiereinrichtung in die entgegengesetzte, axiale Richtung verschiebt.
Das axial beweglich gelagerte Kolbenschaftgehäuse bildet zusammen mit dem axial beweglich gelagerten Brühkolben insbesondere eine Druckkammer aus.
Das Kolbenschaftgehäuse und der Brühkolben sind nun insbesondere derart ausgelegt und wirken derart zusammen, dass ein in der Druckkammer erzeugter hydraulischer Druck, insbesondere (Kolben-) Wasserdruck den Brühkolben in axialer Richtung, insbesondere nach unten, zur Brühkammer hin in die Brühposition vortreibt bzw. bewegt und anschliessend das Kolbenschaftgehäuse unter Betätigung der Arretiereinrichtung in die entgegengesetzte, axiale Richtung, insbesondere nach oben, bewegt. Die Bewegung bzw. Verschiebung des Brühkolbens und des Kolbenschaftgehäuses erfolgen jeweils insbesondere entgegen der Rückstellkraft von Rückstellmitteln, welche eine Rückstellkraft auf den Brühkolben bzw. das Kolbenschaftgehäuse ausüben.
Das Kolbenschaftgehäuse wird insbesondere erst dann bewegt, wenn der Brühkolben die Brühposition erreicht hat und der hydraulische Druck in der Druckkammer weiter ansteigt. Das heisst, der hydraulische Druck zum Bewegen des Kolbenschaftgehäuses ist grösser als der hydraulische Druck zum Bewegen des Brühkolbens in die Brühposition.
Die Druckkammer ist insbesondere in einem oberen Abschnitt der Brüheinheit und ganz besonders oberhalb des Brühkolbens angeordnet.
Der Brühkolben begrenzt insbesondere einen unteren Abschnitt der Druckkammer, derart dass der Kolbendruck in der Druckkammer den Brühkolben axial nach unten in Richtung Kaffeeaufnahmeraum zu schieben bzw. bewegen vermag.
Das Kolbenschaftgehäuse begrenzt insbesondere einen oberen Abschnitt der Druckkammer, derart dass der Kolbendruck in der Druckkammer das Kolbenschaftgehäuse in entgegen gesetzter Richtung axial nach oben weg vom Kaffeeaufnahmeraum zu schieben bzw. bewegen vermag.
Das Kolbenschaftgehäuse ist insbesondere entlang einer Längsführung bzw. Vertikalführung verschiebbar gelagert. Die Längsführung kann z. B. über mindestens eine Verbindungsschraube mit, insbesondere gewindefreiem Führungsabschnitt erfolgen. Die mindestens eine Rückstellfeder ist insbesondere an der Verbindungsschraube angeordnet.
Das Kolbenschaftgehäuse ist insbesondere mit dem Betätigungselement gekoppelt, bzw. mit diesem verbunden, derart, dass das Betätigungselement zur Einnahme einer Betätigungsposition zusammen mit dem Kolbenschaftgehäuse in axialer Richtung, insbesondere nach oben, verschiebbar ist. Das Betätigungselement kann grundsätzlich auch Teil des Kolbenschaftgehäuses sein.
Durch die axiale Bewegung des Betätigungselements wird der Arretierkörper in eine Arretierposition verschoben und arretiert den Brühkolben. Zur Einnahme der Arretierposition bewegt sich der Arretierkörper insbesondere quer zur Kolbenachse bzw. radial zum Brühkolben hin und greift insbesondere in eine Ausnehmung am Brühkolben ein.
Gemäss einer Weiterbildung der Erfindung kann die Arretierung des Brühkolbens in verschiedenen axialen Positionen des Brühkolbens und folglich in verschiedenen axialen Brühpositionen des Brühkolbens hergestellt werden. Dies wird beispielsweise dadurch erreicht, indem am Brühkolben in axialer Richtung mindestens zwei bzw. mehrere, aufeinanderfolgende Ausnehmungen angeordnet sind.
Die Bewegung des Kolbenschaftgehäuses ist vergleichsweise gering, insbesondere im Vergleich zur Bewegung des Brühkolbens, da die Bewegung lediglich der Betätigung des Arretierkörpers dient.
Der Kolbenschaft des Brühkolbens ist insbesondere durch ein Kolbenschaftführungsrohr geführt. Der Kolbenschaft ist insbesondere vom Kolbenschaftgehäuse durch das Kolbenschaftführungsrohr in ein Kolbenstempelführungsgehäuse geführt, in welchem der Kolbenstempel angeordnet ist. Das Kolbens chaftführungs rohr verbindet also insbesondere das Kolbenschaftgehäuse mit dem Kolbenstempelführungsgehäuse.
Das Kolbenschaftgehäuse und das Kolbenschaftführungsrohr ist insbesondere ortsfest, d.h. unbeweglich in der Maschineneinheit angeordnet.
Das Kolbenschaftführungsrohr kann mindestens eine Radialöffnung, insbesondere mehrere und ganz besonders gleichmässig um den Umfang des Kolbenschaftführungs- rohrs angeordnete Radialöffnungen aufweisen. Der mindestens eine Arretierkörper ist insbesondere ein in einer Radialöffnung des Kolbenschaftführungsrohrs geführter Kugelkörper, welcher in Arretierstellung in eine als Vertiefung ausgebildete Ausnehmung am Kolbenschaft eingreift. Die Vertiefung am Kolbenschaft kann eine ringförmig umlaufende Vertiefung sein. Das Betätigungselement ist insbesondere ein Ringkörper, welcher das Kolbenschaftführungsrohr umgibt.
Der Brühkolben kann mit Rückstellmitteln, insbesondere mit einer Rückstellfeder, Zusammenwirken, mittels welchen der Brühkolben nach Abbau des hydraulischen Drucks, insbesondere (Kolben-) Wasserdrucks, in der Druckkammer von der Brühposition in die Ausgangsposition zurückbewegbar bzw. rückstellbar ist. Die Rückstellmittel sind insbesondere im Kolbenschaftgehäuse angeordnet.
Die Rückstellfeder kann insbesondere eine Druckfeder sein. Der Kolbenschaft des Brühkolben kann axial durch die Druckfeder geführt sein.
Die Druckfeder ist insbesondere derart ausgebildet und in der Brüheinheit angeordnet, dass diese durch das Vortreiben bzw. Bewegen des Brühkolbens in Richtung Brühposition zusammengedrückt wird und durch Ausdehnen den Brühkolben wieder in seine Ausgangsposition zurückbewegt.
Gemäss einer Weiterbildung der Erfindung wirkt das Kolbenschaftgehäuse mit Rückstellmitteln, insbesondere mit mindestens einer Rückstellfeder zusammen, mittels welcher das Kolbenschaftgehäuse nach Abbau des (Kolben-) Wasserdrucks von der Betätigungsposition in seine Ausgangsposition zurückbewegbar ist.
Die mindestens eine Rückstellfeder kann insbesondere eine Druckfeder sein. Die Druckfeder ist insbesondere derart ausgebildet und in der Brüheinheit angeordnet, dass diese durch eine der Kolbenbewegung entgegengesetzte, axiale Bewegung des Kolbenschaftgehäuses zusammengedrückt und das Kolbenschaftgehäuse durch Ausdehnen der Druckfeder wieder in seine Ausgangsposition zurückbewegt wird.
Wird der Kolbenantrieb durch die Wasserpumpe der Wasseraufbereitungseinrichtung ausgebildet, so ist die Wasserpumpe insbesondere:
- über eine Zuführwasserleitung zum Bezug von Wasser mit einem Wassertank,
- über eine Kolbenwasserleitung zum Verschieben des Brühkolbens mit dem Brühkolben, und
- über eine Brühwasserleitung zum Brühen von Kaffee mit der Brühkammer hydraulisch verbunden.
Die Steuerungseinrichtung ist insbesondere dazu ausgelegt, die Wasserpumpe zwischen einer Kolbenwassereinspeisung und einer Brühwassereinspeisung zu schalten.
In der Kolbenwasserleitung ist insbesondere ein Wegeventil, wie 3/2 Wegeventil, angeordnet, welches so ausgelegt ist und über die Steuerungseinrichtung ansteuerbar bzw. schaltbar ist, dass beim Abbau des Kolbenwasserdruckes zurückfliessendes Kolbenwasser über eine Abführleitung unter Umgehung der Wasserpumpe abgeführt werden kann.
Die Abführleitung ist insbesondere eine Rückführwasserleitung, über welche zurückfliessendes Kolbenwasser wieder in den Wassertank zurückfliessen kann. Das Zurückfliessen kann direkt erfolgen, indem die Rückführwasserleitung direkt in den Wassertank führt oder kann indirekt erfolgen, indem die Rückführwasserleitung in die Zuführwasserleitung führt.
In der Kolbenwasserleitung, insbesondere zwischen der Wasserpumpe und einem Wegeventil, ist insbesondere ein Rückschlagventil zum Halten des aufgebauten Kolbenwasserdrucks angeordnet. Die Brühwasserleitung führt insbesondere zur Brühwassereinspeisung am Kolbenstempel. Entlang der Brühwasserleitung ist eine Heizeinheit, wie Thermoblock bzw. Durchlauferhitzer angeordnet, über welche das durch die Brühwasserleitung fliessende Brühwasser erhitzt werden kann.
In der Brühwasserleitung ist insbesondere ein Wegeventil, wie 3/2 Wegeventil, angeordnet, welches so ausgelegt und über die Steuerungseinrichtung ansteuerbar bzw. schaltbar ist, dass nach dem Brühvorgang in Richtung Wasserpumpe zurückfliessendes Restwasser über eine Abführleitung abgeführt werden kann, z.B. in eine Tropfschale.
Gemäss einer besonderen Ausführungsvariante ist die Kaffeemaschine eine Siebträgemias chine und enthält eine von der Maschineneinheit abnehmbare Siebträgereinrichtung mit einem Brühsieb, auch Siebträger genannt. Die Siebträgereinrichtung bildet einen Kaffeeaufnahmeraum, welcher zusammen mit dem in die Brühposition vorgetriebenen Brühkolben bzw. Kolbenstempel die Brühkammer ausbildet.
«Abnehmbar» bedeutet insbesondere, dass die Siebträgereinrichtung ohne bleibende Verbindung zur Maschineneinheit vollständig von der Maschineneinheit trennbar ist.
Die Siebträgereinrichtung enthält insbesondere einen Handgriff zum manuellen Anbringen der Siebträgereinrichtung an die Maschineneinheit und zum manuellen Abnehmen der Siebträgereinrichtung von der Maschineneinheit. Das Anbringen und Abnehmen der Siebträgereinrichtung erfolgt insbesondere werkzeugfrei.
Der Kaffeeaufnahmeraum der Siebträgereinrichtung kann insbesondere durch einen in das Siebträgergehäuse integrierten Siebeinsatz mit Brühsieb ausgebildet werden. So kann der Kaffeeaufnahmeraum der Siebträgereinrichtung durch einen fest im Siebträgergehäuse verbauten Siebeinsatz mit Brühsieb ausgebildet sein. Der Siebeinsatz kann allerdings auch herausnehmbar sein.
Da gemäss vorliegender Erfindung der beweglich gelagerte Brühkolben zum Andrücken (Tampem) des Kaffeepulvers und zum Schliessen der Brühkammer in den Kaffeeaufnahmeraum der Siebträgereinrichtung vorgetrieben wird, sind keine unterschiedlich grossen Siebeinsätze für unterschiedliche Mengen an Kaffeepulver notwendig.
Das Anbringen der Siebträgereinrichtung an die Maschineneinheit zum Einleiten eines Brühvorganges kann über einen im Stand der Technik bekannten Schnellverschluss, wie Bajonettverschluss, d.h. mittels Ansetzen und Eindrehen der Siebträgereinrichtung an der Maschineneinheit, erfolgen. Die Siebträgereinrichtung kann aber auch über eine Linearführungsvorrichtung geradlinig in die Maschineneinheit einschiebbar sein.
Die Siebträgereinrichtung ist insbesondere zum Entfernen des Kaffeetresters nach einem Brühvorgang von der Maschineneinheit abnehmbar. Ergänzend kann die Siebträgereinheit auch zum Befüllen der Siebträgereinrichtung mit Kaffeepulver von der Maschineneinheit abnehmbar sein.
Allerdings kann auch vorgesehen sein, dass die Siebträgereinrichtung bzw. der Kaffeeaufnahmeraum über ein in die Maschineneinheit bzw. Kaffeemaschine integriertes Mahlwerk mit Kaffeepulver befüllt wird. Dies gilt insbesondere auch für vollautomatis ehe Kaffe emas chinen .
Das heisst, die Maschineneinheit bzw. Kaffeemaschine kann eine Einrichtung zum Abgeben und insbesondere zum Erzeugen und Abgeben von Kaffeepulver in den Kaffeeaufnahmeraum enthalten. Die Erfindung betrifft des Weiteren auch ein Verfahren zum Brühen eines Kaffees mit einer Kaffeemaschine wie oben beschrieben. Unter Kaffeegetränk sollen definitionsgemäss sämtlich Zubereitungsarten von Kaffee fallen, welche mit einer Siebträgermaschine möglich sind. Dies sind z. B. schwarzer Kaffee, Espresso, Espresso Lunge, Ristretto, etc. Ferner fallen definitionsgemäss unter Kaffeegetränke auch Zubereitungsarten mit Milch als Zusatz, wie z. B. Cappuccino oder Latte Macchiato. Die Kaffeemaschine kann hierzu auch eine Milchzubereitungseinrichtung, wie Milchschäumer, enthalten.
Die Kaffeemaschine enthält zum Auslösen eines Brühvorganges und insbesondere auch zur Auswahl der Kaffeezubereitungsart, eine Eingabeeinrichtung, z. B. mit einem Display.
Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass zur Durchführung eines Brühvorganges der Brühkolben mittels Kolbenantrieb in Richtung des mit Kaffeepulver befüllten Kaffeeaufnahmeraums vorgetrieben, und bei Erreichen der Brühposition die Arretiereinrichtung betätigt und der Brühkolben gegen eine von der Brühkammer weg gerichtete axiale Bewegung arretiert wird. Mittels der Wasserpumpe wird unter Aufbau eines Brühwasserdrucks Brühwasser in die Brühkammer gefördert und der Brühvorgang durchgeführt.
Erfolgt der Kolbenantrieb über die Wasserpumpe der Brühwasseraufbereitungseinrichtung, so wird mittels der Wasserpumpe ein auf den Brühkolben wirkender Kolbenwasserdruck aufgebaut, wodurch der Brühkolben, insbesondere entgegen der Rückstellkraft eines Rückstellmittels, in Richtung des Kaffeeaufnahmeraums, insbesondere nach unten, in die Brühposition vorgetrieben wird.
Die Wasserpumpe bezieht das zum Aufbau eines Kolbenwasserdrucks benötigte (Kolben-) Wasser über die Zuführwasserleitung vom Wassertank und pumpt dieses als Kolbenwasser in die Kolbenwasserleitung. Der in den Kaffeeaufnahmeraum eingreifende Kolbenstempel verschliesst den Kaffeeaufnahmeraum, wodurch eine geschlossene Brühkammer ausgebildet wird.
Der Brühkolben wirkt als Kaffeepresser bzw. «Tamper» und presst das Kaffeepulver im Kaffeeaufnahmeraum zusammen. Der Grad bzw. das Mass der Kaffeepressung, welche die Art der Kaffeezubereitung massgeblich beeinflusst, kann insbesondere über die Steuerungseinrichtung festgelegt werden.
So kann die Steuerungseinrichtung basierend auf den entsprechenden Vorgaben zur Kaffeepressung (Mass bzw. Grad der Kaffeepressung) den auf das Kaffeepulver ausgeübten Pressdruck (Kolbendruck) über den Kolbenantrieb bzw. die Wasserpumpe, steuern.
Die Steuerung der Kaffeepressung kann auf Basis von hinterlegten Vorgabewerten oder auf Basis von über die Eingabeeinrichtung an der Maschineneinheit eingegebenen oder ausgewählten Vorgabewerte erfolgen.
Der durch den Brühkolben auf das Kaffeepulver ausgeübte Pressdruck ist geringer als der während des Brühvor ganges durch das Brühwasser in entgegengesetzter Richtung auf den Brühkolben ausgeübte Brühwasserdruck in der Brühkammer.
Daher wird der Brühkolben in der Brühposition erfindungsgemäss gegen eine der Vortriebsrichtung des Brühkolbens entgegengesetzte, axiale Bewegung arretiert. Dank der Arretierung muss der Kolbenantrieb im Rahmen eines Brühvorgangs lediglich die zur Pressung des Kaffees notwendige, geringere Presskraft und nicht eine dem Brühwasserdruck entgegenwirkende höhere Kraft aufbringen.
Gemäss der weiter oben beschriebenen Arretiereinrichtung wird, nachdem der
Brühkolben die Brühposition erreicht hat, ein Betätigungselement durch den Kolbenwasserdruck in eine der Vortriebsrichtung des Brühkolbens entgegengesetzte, axiale Richtung bewegt bzw. verschoben, insbesondere nach oben verschoben. Durch die Bewegung des Betätigungselements wird der mindestens eine Arretierkörp er radial zum Brühkolben hin, insbesondere zum Kolbenschaft hin, in eine Arretierstellung verschoben, wodurch der Brühkolben arretiert wird. «Radial» heisst insbesondere auch quer zur Kolbenachse.
In der Arretierstellung greift der mindestens Arretierkörper in eine Vertiefung am Brühkolben, insbesondere am Kolbenschaft, ein.
Zur axialen Bewegung des Betätigungselements wird insbesondere das beweglich gelagerte Kolbenschaftgehäuse, mit welchem das Betätigungselement gekoppelt bzw. verbunden ist, durch den Kolbenwasserdruck in der Druckkammer entgegen der Rückstellkraft der Rückstellmittel in eine der Vortriebsrichtung des Brühkolbens entgegengesetzte, axiale Richtung, insbesondere nach oben, in die Betätigungsposition bewegt bzw. verschoben.
Wie erwähnt, wird der Kolbenwasserdruck während des Brühvorganges aufrechterhalten, wodurch auch das Betätigungselement bzw. das Kolbenschaftgehäuse mit dem Betätigungselement in der Betätigungsposition und somit der Arretierkörper in der Arretierposition verbleibt.
Die erfindungsgemässe Arretiereinrichtung weist nun den Vorteil auf, dass bei Siebträgermaschine die Arretierung der Brühkolben erst nach erfolgtem Andrücken bzw. Pressen des Kaffeepulvers (Tampems) in der Siebträgereinrichtung erfolgt. Da je nach Zubereitungsart die Menge an Kaffeepulver und entsprechend auch die Brühposition des Brühkolbens entlang der Brühkolbenachse variieren kann, . Zum Aufbau eines Brühwasserdrucks in der Brühkammer bezieht die Wasserpumpe über die Zuführwasserleitung Wasser vom Wassertank und pumpt dieses als Brühwasser in die Brühwasserleitung.
Hierzu wird insbesondere die Wasserpumpe von der Kolbenwassereinspeisung auf die Brühwassereinspeisung umgeschaltet. Dies geschieht ebenfalls mittels der Steuerungseinrichtung. Dank dem Rückschlagventil in der Kolbenwasserleitung bleibt der aufgebaute Kolbenwasserdruck in der Kolbenwasserleitung trotz Umschalten auf die Brühwassereinspeisung erhalten.
Der Kolbenwasserdruck wird erst nach Abschluss des Brühvorganges zwecks Aufhebung der Arretierung und zum Zurückbewegen des Brühkolbens in seine Ausgangsposition abgebaut.
Mit Ende des Brühvorganges wird die Zufuhr von Brühwasser durch die Wasserpumpe beendet und der Brühwasserdruck wird entsprechend abgebaut. Durch Schaltung des Wegeventils an der Brühwasserleitung wird das in der Brühwasserleitung vorhandene Restwasser abgelassen, z.B. in eine Tropfschale.
Ferner wird zum Abbau des Kolbenwasserdrucks zwecks Aufhebung der Arretierung und Rückstellung des Brühkolbens das Wegeventil in der Kolbenwasserleitung über die Steuerungseinrichtung geschaltet, derart dass das Kolbenwasser über die Abführwasserleitung abgeführt wird. Das Kolbenwasser wird insbesondere über die als Rückführwasserleitung ausgebildete Abführwasserleitung in den Wassertank zurückgeführt.
Durch den Abbau des Kolbenwasserdrucks bewegt sich das Betätigungselement bzw. das Kolbenschaftgehäuse mit dem Betätigungselement aufgrund der Rückstellkraft der Rückstellmittel von der Betätigungsposition in die Ausgangsposition zurück. Dadurch kann die Arretierung des Brühkolbens durch den mindestens einen Arretierkörper wieder gelöst und der Brühkolben über die Rückstellmittel in seine Ausgangsposition zurückbewegt werden. Die Aufhebung der Arretierung erfolgt passiv, indem der zurückbewegende Brühkolben den mindestens einen Arretierkörper in einen durch das zurückbewegte Betätigungselement frei gegebenen Raum zurückdrängt.
Die einzelnen Aggregate bzw. Einrichtungen, wie Wasserpumpe, Ventile, Kolbenantrieb oder Mahlwerk werden insbesondere über die Steuerungseinr ichtung gesteuert. Über die Eingabeeinrichtung können Steuerbefehle an die Steuerungseinrichtung übermittelt werden.
So wird, wie bereits weiter oben erwähnt, insbesondere auch der Kolbenantrieb über die Steuerungseinrichtung gesteuert. Über die Eingabeeinrichtung oder über Voreinstellungen kann z. B. das Mass bzw. der Grad der Kaffeepressung festgelegt werden. Die Steuerungseinrichtung steuert dann basierend auf den entsprechenden Vorgaben zur Kaffeepressung (Mass bzw. Grad der Kaffeepressung) den auf das Kaffeepulver ausgeübten Pressdruck (Kolbendruck) über den Kolbenantrieb.
Die erfindungsgemässe Kaffeemaschine zeichnet sich durch folgende Vorteile auf:
- individuelles Einstellen der Kaffeepressung dank dem über die Steuerungseinrichtung mittels Kolbenantrieb gesteuert in den Kaffee aufnahmeraum bzw. in die Brühkammer vortreibbaren Brühkolben;
- dank der Arretierung kein Zurückweichen des Brühkolbens während des Brühvorganges trotz geringerem Kolbendruck;
- Arretierung des Brühkolbens erfolgt über einen bereits vorhandenen Antrieb.
Die Vorteile bei Siebträgermaschinen sind insbesondere: - dank dem beweglichen Brühkolben, welcher eine individuelle Kaffeepressung auch bei unterschiedlicher Befüllung des Kaffeeaufnahmeraums mit Kaffeepulver erlaubt, sind keine Siebträgereinsätze unterschiedlicher Grösse mehr notwendig;
- dank dem beweglichen Brühkolben ist kein Festziehen der Siebträgereinrichtung gegen einen (feststehenden) Stempel an der Maschineneinheit für die Kaffeepressung notwendig.
Im Folgenden wird der Erfindungsgegenstand anhand von besonderen Ausführungsbeispielen, welche in den beiliegenden Figuren dargestellt sind, näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch:
Figur la: perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform einer Anordnung von Brüheinheit und Mahlwerk sowie von Linearführungsvorrichtung und Siebträgereinrichtung einer Siebträgermas chine von schräg vorne;
Figur 1b: Querschnitt durch die Anordnung gemäss Figur la;
Figur 1c: weitere perspektivische Ansicht der Anordnung gemäss Figur la von schräg hinten;
Figur 2: perspektivische Ansicht der Siebträgereinrichtung von schräg oben;
Figur 3: perspektivische Ansicht der Linearführungsvorrichtung gemäss Figur la ohne Siebträgereinrichtung von schräg unten;
Figur 4: schematische Ansicht einer Siebträgermas chine mit einer Anordnung nach
Figure la bis 1c;
Figur 5 : perspektivische Ansicht des Mahlwerks gemäss Figur 1 a bis 1 c von schräg unten.
Gemäss einer ersten Ausführungsform nach Figur la bis 1c enthält die Kaffeemaschine 1 eine Brüheinheit 10 und eine Einrichtung zum Erzeugen und Abgeben von Kaffeepulver 30 mit einem Kegelmahlwerk 31. Unterhalb der Brüheinheit 10 und der Einrichtung 30 ist eine Halte- und Führungseinrichtung 40 mit einer Linearführungsvorrichtung 41 angeordnet. Die Linearfuhrungsvorrichtung 41 enthält zwei in einem Abstand zueinander angeordnete, parallel zueinander verlaufende Führungsschienen 42a, 42b, welche jeweils einen Führungsschlitz 44 zur gleitenden Aufnahme von Führungsleisten 55 an einer Siebträgereinrichtung 50 enthalten.
Ferner umfasst die Kaffeemaschine 1 eine Siebträgereinrichtung 50 mit einem Siebträgergehäuse 54 und einem Griffkörper 53 zum Halten der Siebträgereinrichtung 50. Aussen am Siebträgergehäuse 54 sind zwei, beidseits einer Aufnahmeöffnung 56 seitlich und parallel zueinander verlaufende Führungsleisten 55 zum Einschieben in die Führungsschlitze 44 der Führungsschienen 42a, 42b angeordnet.
Die Brüheinheit 10 und die Einrichtung 30 mit Kegelmahlwerk 31 sind entlang der Einschubachse EA hintereinander angeordnet, wobei die Einrichtung 30 mit Kegelmahlwerk 31 in Einschubrichtung ER nach der Brüheinheit 10 angeordnet ist.
Die Siebträgereinrichtung 50 ist über die seitlich in die Führungsschlitze 44 der Führungsschienen 42a, 42b eingreifenden Führungsleisten 55 in die Maschineneinheit 2 der Kaffeemaschine 1 einschiebbar. Die Maschineneinheit 2 entspricht der Kaffeemaschine 1 ohne Siebträgereinrichtung 50.
Die Siebträgereinrichtung 50 ist unter anderem in eine Befüllposition FS einschiebbar, in welcher die Siebträgereinrichtung 50 unterhalb der Einrichtung 30 bzw. dem Mahlwerk 31 angeordnet ist. Die Halte- und Führungseinrichtung 40 bildet einen Endanschlag 45 aus, welcher eine Einschubbegrenzung darstellt und gleichzeitig die exakte Positionierung der Siebträgereinrichtung 50 in der Befüllposition FS zum Befüllen der Siebträgereinrichtung 50 mit Kaffeepulver 22 sicherstellt. Das heisst, die Siebträgereinrichtung 50 nimmt bei Erreichen des Anschlags 45 die Befüllposition FS ein.
Das Kegelmahlwerk 31 enthält ein mehrteiliges Gehäuse 35, in welchem der Mahlkegel 32 und der Mahlring 33, welcher den Mahlkegel 32 umgibt, angeordnet sind. Der Mahlkegel 32 verjüngt sich entlang der Kegelachse ausgehend von der Kegelbasis nach oben. Der Mahlring 33 ist im Gehäuse 35 über Lager, wie Kugellager, drehbar um die Kegelachse des Mahlkegels 32 gelagert und wird über einen Elektromotor 34 angetrieben. Zwischen dem Mahlring 33 und dem Mahlkegel 32 wird der Mahlspalt ausgebildet, in welchen die Kaffeebohnen von oben zugeführt und durch den um die Kegelachse drehenden Mahlring gemahlen werden. Das gemahlene Kaffeepulver verlässt am unteren Ende im Bereich der Kegelbasis den Mahlspalt und fallt schwerkraftbedingt nach unten.
Der Mahlkegel 32 ist starr, d.h. unbewegt angeordnet und an seinen beiden Kegelenden jeweils über mehrere Verbindungsstege 36a, 36b mit dem Gehäuse 35 verbunden. Die Verbindungsstege 36a, 36b verlaufen ausgehend von der Kegelachse sternförmig radial nach aussen zum Gehäuse 35 hin.
Am oberen Ende des Mahlkegels werden zwischen den Verbindungsstegen 36a mehrere Durchlassöffnungen zum Durchlässen von Kaffeebohnen in Schwerkraftrichtung G nach unten in das Kegelmahlwerk 31 ausgebildet (siehe Figur lc).
Am unteren Ende des Mahlkegels, d.h. an der Kegelbasis, werden zwischen den Verbindungsstegen 36b mehrere Durchlassöffnungen zum Durchlässen von Kaffeepulver 22 aus dem Kegelmahlwerk 31 in Schwerkraftrichtung G nach unten in den Kaffeeaufnahmeraum 51 der Siebträgereinrichtung 50 ausgebildet (siehe Figur 5).
Es ist allerdings nicht zwingend, dass die Kaffeemaschine ein integriertes Mahlwerk enthält wie in den Figuren dargestellt. Dies trifft insbesondere für Siebträgermaschinen zu. So kann das Mahlwerk zum Beispiel auch derart an der Kaffeemaschine angeordnet bzw. angegliedert sein, dass eine Siebträgereinrichtung bereits vor dem Einschieben in die Maschineneinheit bzw. vor dem Anbringen an der Maschineneinheit mit Kaffeepulver befüllt wird. Ferner ist es auch möglich, dass die Kaffeemaschine kein Mahlwerk enthält und das Kaffeepulver von einer separaten Kaffeemühle oder aus einem Vorrats spei eher bezogen wird.
Die Siebträgereinrichtung 50 enthält einen in das Siebträgergehäuse 54 eingelassenen Siebeinsatz 49 mit einem, den Boden des Siebeinsatzes 49 ausbildenden Brühsieb 52. Der Siebeinsatz 49 bildet den Kaffeeaufnahmeraum 51 zur Aufnahme des Kaffeepulvers 22 aus. Dieser ist gegen oben offen. Entsprechend weist der Siebeinsatz 49 gegen oben eine Aufnahme Öffnung 56 auf. Diese liegt dem Brühsieb 52 gegenüber. Der Kaffeeaufnahmeraum 51 ist zylindrisch ausgebildet, weist jedoch im Bereich der Aufnahmeöffnung 56 eine umlaufende, trichterförmige Erweiterung 57 auf. Der Siebeinsatz 49 ist in diesem Ausführungsbeispiel mit dem Siebträgergehäuse 54 fest verbunden und entsprechend nicht herausnehmbar. Der Siebeinsatz 49 kann jedoch auch herausnehmbar sein. Ebenso kann der Siebeinsatz integraler Bestandteil des Siebträgergehäuses 54 sein.
Im Anschluss an die Befüllung des Kaffeeaufnahmeraums 51 der Siebträgereinrichtung 50 mit Kaffeepulver 22 wird die Siebträgereinrichtung 50 in einer linearen Gegenbewegung über die Linearführungsvorrichtung 41 in die Brühposition BS zurückgezogen. In der Brühposition BS befindet sich die Siebträgereinrichtung 50 unterhalb der Brüheinheit 10.
Wie aus den Figuren 2 und 3 näher hervorgeht, weisen die Linearführungsvorrichtung 41 und die Siebträgereinrichtung 50 miteinander kooperierende Rastmittel 43, 59, welche eine exakte, selbstzentrierende Positionierung der Siebträgereinrichtung 50 in der Brühposition BS erlauben. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel werden im Führungsschlitz 44 der Führungsschienen 42a, 42b Rastkerben 43 ausgebildet, in welche an den Führungsleisten 55 der Siebträgereinrichtung 50 angeordnete, federbelastete Kugeln 59 eingreifen. Die Rastkerben 43 bilden in Einschubrichtung ER und entgegen der Einschubrichtung ER jeweils eine Einlauframpe aus. Diese soll den Kraftaufwand beim Herausschieben bzw. Herausziehen der Siebträgereinrichtung 50 aus der Rastposition reduzieren, so dass die Siebträgereinrichtung 50 mühelos über die Rastposition hinweg geschoben bzw. hinweg gezogen oder aus der Rastposition wieder herausgezogen bzw. herausgeschoben werden kann.
Grundsätzlich kann der Befestigung der Siebträgereinrichtung auch über einen herkömmlichen Schnellverschluss, wie z. B. Bajonettverschluss erfolgen. Ebenso ist ein integriertes Mahlwerk nicht zwingend.
Die Brüheinheit 10 enthält einen Brühkolben 4 mit einem Kolbenschaft 5, welcher in einem Kolbenschaftgehäuse 7 geführt ist sowie einen am unteren Ende, d.h. zur Siebträgereinrichtung 50 hin, angeordneten Kolbenstempel 6, welcher in einem Kolbenstempelführungsgehäuse 19 geführt ist. Das Kolbenstempelführungsgehäuse 19 umfasst ein Ko Ibenschaftführungsrohr 15, durch welches der Kolbenschaft 5 vom Kolbenschaftgehäuse 7 in das Kolbenstempelführungsgehäuse 19 gefühlt ist. Die Kolbenachse KA ist senkrecht zur Einschubrichtung ER bzw. Einschubebene EE der Siebträgereinrichtung 50 und verläuft entsprechend auch senkrecht zur Aufnahmeöffnung 56 der Siebträgereinrichtung 50.
Zum Einleiten des Brühvorganges wird der Brühkolben 4 durch einen Kolbenantrieb 21 aus seiner Ausgangsposition AK in Schwerkraftrichtung G nach unten zum Kaffeeaufnahmeraum 51 der Siebträgereinrichtung 50 hin bewegt. Der Kolbenstempel 6 wird dabei in den Kaffeeaufnahmeraum 51 hinein bewegt und drückt bzw. presst das Kaffeepulver 22 zusammen. In anderen Worten wird mit dem Brühkolben 4 das so genannte «Tampem» ausgeführt. Bei Erreichen der Brühposition BK wird der Vortrieb des Brühkolbens 4 beendet. Der durch den Kolbenstempel 6 verschlossene Kaffeeaufnahmeraum 51 bildet nun eine Brühkammer 3 aus.
Der Kolbenantrieb 21 und damit auch der Kolbendruck, welcher wiederum ein Mass für die Kaffeepressung ist, wird über die Steuerungseinrichtung 20 gesteuert. Der Kolbenantrieb 21 kann ein elektrischer Antrieb oder ein hydraulischer Antrieb sein. Bei Letzterem wird, wie weiter unten noch näher erläutert, eine Hydraulikflüssigkeit, wie Wasser über eine Einspeisung 25 in eine Druckkammer 9 eingeleitet. Ein hydraulischer Antrieb des Brühkolbens 4 kann, wie anhand der Figur 4 weiter unten noch erläutert, über die Wasserpumpe 62 der Brühwasseraufbereitungseinrichtung 60 erfolgen.
Die Kaffeemaschine bzw. Maschineneinheit 2 enthält im Weiteren eine Brühwasseraufbereitungseinrichtung 60 mit einem Wassertank 61, einer Wasserpumpe 62 und einer Heizeinheit 63 zum Zuführen von heissem Brühwasser unter Druck in die Brühkammer 3 (siehe auch Figur 4). Das heisse Brühwasser wird über eine durch den Kolbenstempel 6 geführte Brühwassereinspeisung 18 unter Druck in die Brühkammer 3 geleitet.
Die Siebträgereinrichtung 50 enthält eine unterhalb des Brühsiebes 52 angeordnete Kaffeeauslassöffnung 58. Durch diese fliesst der in der Brühkammer 3 gebrühte und durch das Brühsieb 52 gepresste Kaffee nach unten weg, z. B. in ein Trinkgefäss (nicht dargestellt).
Der Brühkolben 4 wirkt mit einer Rückstellfeder 8 zusammen. Diese entspricht in vorliegender Ausführungsform einer den Kolbenschaft 5 umgebenden Druckfeder 8 in Form einer Schraubenfeder. Die Druckfeder 8, welche beim Vortreiben des Brühkolbens 4 zur Siebträgereinrichtung 50 hin zusammengedrückt wird, schiebt nach Abschluss des Brühvorganges mit dem Abbau des Kolbendruckes den Brühkolben 4 wieder zurück in seine Ausgangsposition AK. Bei einem Kolbenantrieb 21, wie z. B. bei einem elektrischen Antrieb, welcher den Brühkolben 4 aktiv zurückbewegt, sind Rückstellmittel, wie Rückstellfedern, nicht zwingend notwendig.
Der Brühkolben 4 weist ferner eine Kolbenführungshülse 24 auf, mittels welcher der Brühkolben 4 im Kolbenschaftgehäuse 7 axial geführt ist. Die Kolbenführungshülse 24 ist im oberen Endabschnitt des Brühkolben 4 zur Druckkammer 9 hin angeordnet. Gemäss vorliegender Ausführungsform wird der Brühkolben 4 durch eine Arretiereinrichtung 11 in der Brühposition BK gegen eine, der Vortriebsrichtung des Brühkolbens 4 entgegengesetzte, axiale Richtung arretiert. Die Arretierung dient unter anderem der Entlastung des Kolbenantriebs 21. So ist der durch den Kolbenantrieb 21 auf den Brühkolben 4 ausgeübte Kolbendruck zum Pressen des Kaffeepulvers 22 wesentlich geringer als der in der Brühkammer 3 durch die Wasserpumpe 62 der Brühwasseraufbereitungseinrichtung 60 aufgebaute Brühwasserdruck, welcher als Gegendruck auf den Brühkolben 4 wirkt. Dank der Arretierung des Brühkolbens 4 während des Brühvorganges muss mit dem Kolbenantrieb 21 kein dem Brühwasserdruck entsprechender Gegendruck aufgebaut werden. Die Arretiereinrichtung 11 ist allerdings nicht zwingend. Ferner kann eine Arretierung kann auch durch den Kolbenantrieb 21 selbst erfolgen.
Die Ausführungsform nach Figur la bis 1c zeigt eine besondere Ausführung einer Arretiereinrichtung, welche sich dadurch auszeichnet, dass diese ebenfalls über den Kolbenantrieb 21 ausgelöst wird.
Im vorliegenden Fall übt der Kolbenantrieb 21 über eine Hydraulikpumpe mittels einer Hydraulikflüssigkeit einen hydraulischen Druck auf den Brühkolben 4 aus. Hierzu wird eine Hydraulikflüssigkeit über eine Einspeisung 25, wie Kolbenwassereinspeisung, in eine Druckkammer 9 eingeleitet, welche unter anderem durch den beweglichen Brühkolben 4 begrenzt wird. Die Druckkammer 9 geht aus Figur 1b nicht besonders gut hervor, da diese sich erst durch die Bewegung des Brühkolbens 4 aus seiner Ausgangsposition AK nach unten in die Brühposition BK räumlich ausdehnt.
Wie anhand der Figur 4 noch näher erläutert, kann die Hydraulikpumpe der Wasserpumpe 62 Brühwasseraufbereitungseinrichtung 60 entsprechen und die Hydraulikflüssigkeit kann Wasser aus dem Wassertank 61 der Brühwasseraufbereitungseinrichtung 60 sein. Durch den Druck der in die Druckkammer 9 einströmenden Hydraulikflüssigkeit (z. B. Wasser) bewegt sich der Brühkolben 4 entgegen der Rückstellkraft der Rückstellfeder 8 aus seiner Ausgangsposition AK nach unten in Richtung Siebträgereinrichtung 50 in die Brühposition BK.
Die Druckkammer 9 wird gegen oben durch das Kolbenschaftgehäuse 7 begrenzt. Das Kolbenschaftgehäuse 7 ist über zwei Verbindungsschrauben 23 relativ zum Kolbenstempelführungsgehäuse 19 und entsprechend gegenüber dem Kolbens chaftführungs- rohr 15 entlang der Verbindungsschrauben 23 axial beweglich gelagert. Die Verbindungsschrauben 23 bilden entsprechend einen, insbesondere gewindefreien Führungsabschnitt zur axialen Führung des axial beweglichen Kolbenschaftgehäuses 7 aus. Das Kolbenschaftgehäuse 7 wird über zwei, das Kolbenschaftgehäuse 7 nach unten drückenden Druckfedem 17 in einer Ausgangsposition gehalten. Die Druckfedem 17 sind als Schraubenfedem ausgebildet und umgeben jeweils die Verbindungsschrauben 23.
Mit Erreichen der Brühposition BK ist die axiale Bewegung des Brühkolbens 4 nach unten beendet. Der in der Druckkammer 9 weiter steigende Druck übt nun eine entsprechende Kraft auf das Kolbenschaftgehäuse 7 aus, wodurch sich dieses entgegen der Rückstellkraft der Druckfedem 17 leicht nach oben, in eine der Kolbenbewegung entgegengesetzte Richtung bewegt.
Mit dem Kolbenschaftgehäuse 7 ist auch ein ringförmiges, das Kolbenschaftführungsrohr 15 umgebendes Betätigungselement 12 der Arretiereinrichtung 11 verbunden, welches entsprechend ebenfalls nach oben bewegt wird. Das Betätigungselement 12 bildet in einem oberen Abschnitt einen radialen Abstand zum Kolbenschaftführungsrohr 15 aus, wodurch ein ringförmiger Hohlraum bzw. Spalt entsteht. In einem unteren Abschnitt ist das Betätigungselement 12 in einem Gleitkontakt mit dem Kolbenschaftführungsrohr 15 und hegt diesem an. Der obere und untere Abschnitt gehen mittels einer Führungsrampe ineinander über.
Auf der Höhe des Betätigungselement 12 weist das Kolbenschaftfuhrungsrohr 15 radiale Durchgangsöffnungen 14 auf, in welchen Kugelkörper 13 beweglich gelagert sind.
Der Kolbenschaft 4 weist eine Mehrzahl von entlang der Kolbenachse KA angeordnete, jeweils ringförmig umlaufenden Vertiefungen 16 auf, in welche die Kugelkörper 13 eingreifen können.
In der nicht arretierten Position wird das Kolbenschaftgehäuse 7 und mit diesem das Betätigungselement 12 durch die Rückstellkraft der Druckfedem 17 in einer unteren Ausgangsstellung gehalten. Der obere Abschnitt des Betätigungs element 12 befindet sich mit dem ringförmigen Hohlraum bzw. Spalt auf Höhe der radialen Durchgangsöffnungen 14. Die Kugelkörper 13 sind aus den radialen Durchgangs Öffnungen 14 zurückversetzt und greifen in den ringförmigen Hohlraum ein.
Erreicht nun der Brühkolben 4 die Brühposition BK so wird wie erwähnt das Kolbenschaftgehäuse 7 zusammen mit dem Betätigungs element 12 in axialer Richtung leicht angehoben. Dadurch bewegt sich der untere Abschnitt des Betätigungs elements 12 zusammen mit dem ringförmige Spalt nach oben wodurch die Kugelkörper 13 durch den sich ebenfalls nach oben bewegenden, unteren Abschnitt radial nach innen in die Durchgangsöffnungen 14 zurückgedrängt werden. Die Führungsrampe zwischen dem oberen und unteren Abschnitt sorgt dafür, dass sich die Kugelkörper 13 nicht mit dem Betätigungselement 12 verkeilen, sondern gleichmässig in die Durchgangsöffnungen 14 hinein bewegen.
Die in die radialen Durchgangs Öffnungen 14 zurück gedrängten Kugelkörper 13 greifen nun auf der anderen Seite in eine Vertiefung 16 am Kolbenschaft 5 ein und bewirken die Arretierung des Brühkolbens 4 in der Brühposition BK. Die Kugelkörper 13 wirken folglich als Arretierkörper.
Die Arretierung bleibt bestehen solange der hydraulische Druck in der Druckkammer 9 das Kolbenschaftgehäuse 7 entgegen der Rückstellkraft der Druckfedem 17 nach oben zu drücken vermag.
Nach Abschluss des Brühvorganges wird der Druck in der Druckkammer 9 abgebaut wodurch das Kolbenschaftgehäuse 7 durch die Rückstellkraft der Druckfedem 17 zusammen mit dem Betätigungselement 12 nach unten in die Ausgangsstellung zurückweicht. Der obere Abschnitt des Betätigungselement 12 kommt zusammen mit dem ringförmigen Spalt zwischen Betätigungs element 12 und Kolbenschaftführungsrohr 15 wieder auf der Höhe der radiale Durchgangs Öffnungen 14 zu liegen.
Durch den Abbau des Drucks in der Druckkammer 9 überwiegt nun ferner wieder die von der Druckfeder 8 auf den Brühkolben 4 ausgeübte Rückstellkraft. Durch die Druckkraft der Druckfeder 8 bzw. durch den von der Druckfeder 8 nach oben in Bewegung versetzten Brühkolben 4 werden die Kugelkörper 13 aus der Vertiefung 16 heraus in die radiale Durchgangsöffnungen 14 und den dahinter liegenden ringförmigen Spalt zurückgedrängt.
Die Arretierung ist aufgehoben und der Brühkolben 4 weicht durch die Rückstellkraft der Druckfeder 8 zurück nach oben in die Ausgangsposition AK.
Die Figur 4 zeigt eine besondere Weiterentwicklung der Kaffeemaschine 1, welche sich dadurch auszeichnet, dass der Brühkolben 4 durch die Wasserpumpe 62 der Brühwasseraufbereitungseinrichtung 60 angetrieben bzw. in die Brühposition BK vorgetrieben wird. Die Wasserpumpe 62 bezieht das Wasser über eine Zuführwasserleitung 64 aus einem Wassertank 61. Die Wasserpumpe 62 ist über eine Brühwasserleitung 66 mit der Brühwassereinspeisung 18 am Kolbenstempel 6 verbunden. Entlang der Brühwasserleitung 66 ist eine Heizeinheit 63, z. B. ein Thermoblock bzw. Durchlauferhitzer, zum Aufheizen des durch die Brühwasserleitung 66 fliessenden Brühwassers angeordnet. Die Wasserpumpe 62 pumpt Wasser aus dem Wassertank 61 über die Brühwasserleitung 66 unter Druck in die Brühkammer 3. Das Brühwasser wird auf seinem Weg durch die Brühwasserleitung 66 durch die Heizeinheit 63 aufgeheizt.
An der Brühwasserleitung 66 ist ein 3/2 Wegeventil 72 angeordnet, welches einen weiteren Anschluss zum Ablassen von Restwasser in einen Auffangbehälter, wie Tropfschale, im Anschluss an den Brühvorgang enthält. Das 3/2 Wegeventil 72 wird über die Steuerungseinrichtung 20 geschaltet.
Die Wasserpumpe 62 ist im Weiteren mit einer Kolbenwasserleitung 65 verbunden, über welche Wasser zum Vertreiben des Brühkolbens 4 von der Ausgangsposition AK in die Brühposition BK aus dem Wassertank 61 in eine Druckkammer 9 im Kolbenschaftgehäuse 7 (siehe Figur lb) gepumpt wird.
Die Kolbenwasserleitung 65 weist ein Rückschlagventil 71 auf, welches den Rückfluss des Wassers aus der Druckkammer 9 in die Wasserpumpe 62 verhindert. Ferner ist zwischen dem Rückschlagventil 71 und der Druckkammer 9 ein 3/2 Wegeventil 70 in der Kolbenwasserleitung 65 angeordnet. An das 3/2 Wegeventil 70 ist eine Rückführwasserleitung 67 angeschlossen, über welche Kolbenwasser zurück in den Wassertank 61 geleitet werden kann. An der Kolbenwasserleitung 65 befindet sich auch ein Manometer 73 zum Überwachen des Drucks in der Druckkammer 9.
Zum Vertreiben des Brühkolbens 4 von der Ausgangsposition AK in die Brühposition BK pumpt die Wasserpumpe 62 Wasser aus dem Wassertank 61 in die Kolbenwasserleitung 65 und baut einen durch die Steuerungseinrichtung 20 vorgegebenen Kolbendruck auf. Nachdem der Brühkolben 4 seine Brühposition BK erreicht hat und arretiert ist, pumpt die Wasserpumpe 62 Wasser unter Erhitzung aus dem Wassertank 61 durch die Brühwasserleitung 66 in die Brühkammer 3 und baut einen Brühdruck auf, welcher in der Regel höher ist als der Kolbendruck.
Die Wasserpumpe 62 wird über die Steuerungseinrichtung 20 zwischen der Kolbenwasserleitung 65 und der Brühwasserleitung 66 bzw. zwischen Kolbenwassereinspeisung und Brühwassereinspeisung geschaltet. Das Rückschlagventil 71 in der Kolbenwasserleitung 65 verhindert einen Druckverlust in der Druckkammer 9 beim Umschalten der Wasserpumpe 62 von der Kolbenwasserleitung 65 auf die Brühwasserleitung 66.
Am Ende des Brühvorganges wird der Druck in der Brühwasserleitung 66 abgebaut und das 3/2 Wegeventil 72 wird durch die Steuerungseinrichtung 20 so geschaltet, dass das Restwasser in einen Auffangbehälter (nicht gezeigt) abgelassen wird.
Des Weiteren wird auch in der Kolbenwasserleitung 65 der Druck abgebaut und das 3/2 Wegeventil 70 wird so geschaltet, dass das Kolbenwasser über die Rückführwasserleitung 67 zurück in den Wassertank 61 geleitet wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE Kaffeemaschine (1), enthaltend eine Maschineneinheit (2) mit:
- einer Steuerungseinrichtung (20) zur Steuerung der Kaffeemaschine (1),
- einem zwischen einer Ausgangsposition (AK) und einer Brühposition (BK) beweglich gelagerten Brühkolben (4),
- einem über die Steuerungseinrichtung (20) steuerbaren Kolbenantrieb (62) zum Bewegen des Brühkolbens (4) von der Ausgangsposition (AK) in die Brühposition (BK), und mit
- einer Wasseraufbereitungseinrichtung (60) mit einem Wassertank (61), einer Wasserpumpe (62) und einer Heizeinheit (63) zum Erzeugen und Abgeben von heissem Brühwasser unter Druck in eine Brühkammer (3), dadurch gekennzeichnet, dass die Kaffeemaschine eine Arretiereinrichtung (11) mit mindestens einem Arretierkörper (13) zum Arretieren des Brühkolbens (4) in der Brühposition (BK) enthält. Kaffeemaschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Arretiereinrichtung (11) über den Kolbenantrieb (62) betätigbar ist. Kaffeemaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenantrieb (62) ein hydraulischer Antrieb ist. Kaffeemaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenantrieb (62) durch die Wasserpumpe (62) der Wasseraufbereitungseinrichtung (60) ausgebildet wird. Kaffeemaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Arretiereinrichtung (11) durch die Wasserpumpe (62) der Wasseraufbereitungseinrichtung (60) betätigbar ist. Kaffeemaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Arretiereinrichtung (11) ein parallel zur Kolbenachse (KA) des Brühkolbens (4) bewegbares Betätigungselement (12) enthält und der mindestens eine Arretierkörper (13) über das Betätigungselement (12) zum Brühkolben (4) hin in eine Arretierstellung bewegbar ist. Kaffeemaschine (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kaffeemaschine (1) so ausgelegt ist, dass zur Einleitung eines Brühvorganges der Kolbenantrieb (62) in einem ersten Schritt den Brühkolben (4) in eine Brühposition bewegt und nach Erreichen der Brühposition in einem zweiten Schritt die Arretiereinrichtung (11) unter Arretierung des Brühkolbens (4) betätigt. Kaffeemaschine (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kaffeemaschine (1) so ausgelegt ist, dass zur Einleitung eines Brühvorganges der Kolbenantrieb (62) in einem ersten Schritt den Brühkolben (4) unter Pressen des Kaffeepulvers durch Aufbringen einer Presskraft in eine Brühposition bewegt und bei Erreichen einer maximalen Presskraft mit der Einnahme der Brühposition in einem zweiten Schritt die Arretiereinrichtung (11) unter Arretierung des Brühkolbens (4) betätigt. Kaffeemaschine (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschineneinheit (1) ein entlang der Kolbenachse (KA) beweglich gelagertes Kolbenschaftgehäuse (7) enthält, welches mit dem Betätigungselement (12) der Arretiereinrichtung (11) zusammenwirkt, wobei das Kolben- schaftgehäuse (7) und der Brühkolben (4) derart ausgelegt sind und Zusammenwirken, dass der Kolbenantrieb (62) den Brühkolben (4) in einem ersten Schritt in axialer Richtung zur Brühkammer (3) hin in die Brühposition (BK) vortreibt und anschliessend das Kolbenschaftgehäuse (7) in einem zweiten Schritt unter Betätigung der Arretiereinrichtung (11) in die entgegengesetzte, axiale Richtung verschiebt. Kaffeemaschine (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschineneinheit (1) ein entlang der Kolbenachse (KA) beweglich gelagertes Kolbenschaftgehäuse (7) enthält, welches mit dem Betätigungselement (12) der Arretiereinrichtung (11) zusammenwirkt, und welches zusammen mit dem Brühkolben (4) eine Druckkammer (9) ausbildet, wobei das Kolbenschaftgehäuse (7) und der Brühkolben (4) derart ausgelegt sind und Zusammenwirken, dass ein in der Druckkammer (9) erzeugter Kolben- flüssigkeitdruck, insbesondere Ko Ibenwass erdrück, den Brühkolben (4) in axialer Richtung zur Brühkammer (3) hin in die Brühposition (BK) vortreibt und anschliessend das Kolbenschaftgehäuse (7) unter Betätigung der Arretiereinrichtung (11) in die entgegengesetzte, axiale Richtung verschiebt. Kaffeemaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Arretierkörper (13) ein in einer Radialöffnung (14) eines Kolbenschaftführungsrohrs (15) geführter Kugelkörper (13) ist, welcher in Arretierstellung in eine Vertiefung (16) am Brühkolben (4) eingreift. Kaffeemaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kaffeemaschine (1) eine von der Maschineneinheit (2) abnehmbare Siebträgereinrichtung (50) mit einem Kaffeeaufnahmeraum (51) und einem Brühsieb (52) enthält, wobei der Kaffeeaufnahmeraum (51) der Siebträgereinrichtung (50) zusammen mit dem in die Brühposition (BK) vorgetriebenen Brühkolben (4) die Brühkammer (3) ausbildet. Kaffeemaschine (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Brühkolben (4) mit Rückstellmitteln (8), insbesondere mit einer Rückstellfeder, zusammenwirkt, mittels welchen der Brühkolben (4) nach Abbau des Kolbenflüssigkeitdrucks, insbesondere des Kolbenwasserdrucks, von der Brühposition (BK) in die Ausgangsposition (AK) zurückbewegbar ist. Kaffeemaschine (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Kolbenschaftgehäuse (7) mit Rückstellmitteln (17), insbesondere mit mindestens einer Rückstellfeder, zusammenwirkt, mittels welchen das Kolbenschaftgehäuse (7) nach Abbau des Kolbenflüssigkeitdrucks, insbesondere des Kolbenwasserdrucks, in Richtung Brühkammer (3) in seine Ausgangsposition zurückbewegbar ist. Kaffeemaschine (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasserpumpe (62) der Wasseraufbereitungseinrichtung (60):
- über eine Zuführwasserleitung (64) zum Bezug von Wasser mit einem Wassertank (61),
- über eine Kolbenwasserleitung (65) zum Verschieben des Brühkolbens (4) mit dem Brühkolben (4) und
- über eine Brühwasserleitung (66) zum Brühen von Kaffee mit der Brühkammer (3) hydraulisch verbunden ist. Kaffeemaschine nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kolbenwasserleitung (65) ein Wegeventil (70) angeordnet ist, welches so ausgelegt ist und über die Steuerungseinrichtung (20) ansteuerbar ist, dass beim Abbau des Kolbenwasserdruckes zurückfliessendes Kolbenwasser über eine Abführleitung (67) unter Umgehung der Wasserpumpe (62) abgeführt werden kann.
17. Kaffeemaschine nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Abführleitung (67) eine Rückführwasserleitung (67) ist, über welche zurückfliessendes Kolbenwasser wieder in die Zuführwasserleitung (64) oder in den Wassertank (61) zurückfliessen kann.
18. Kaffeemaschine nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kolbenwasserleitung (65), insbesondere zwischen der Wasserpumpe (62) und einem Wegeventil (70), ein Rückschlagventil (71) zum Halten des aufgebauten Kolbenwasserdrucks angeordnet ist.
19. Kaffeemaschine nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinheit (63) zum Aufheizen des Brühwassers an der Brühwasserleitung (66) angeordnet ist.
20. Verfahren zum Brühen eines Kaffees mit einer Kaffeemaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass zur Durchführung eines Brühvorganges der Brühkolben (4) mittels Kolbenantrieb (62) in Richtung des mit Kaffeepulver befüllten Kaffeeaufnahmeraums (51) vorgetrieben, und bei Erreichen der Brühposition (BK) die Arretiereinrichtung (11) betätigt und der Brühkolben (4) gegen eine von der Brühkammer (3) weg gerichtete axiale Bewegung arretiert wird, und mitels der Wasserpumpe (62) unter Aufbau eines Brühwasserdrucks Brühwasser in die Brühkammer (3) gefördert und der Brühvorgang durchgeführt wird.
21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass mitels der Wasserpumpe (62) ein auf den Brühkolben (4) wirkender Kolbenwasserdruck aufgebaut und der Brühkolben (4) durch den Kolbenwasserdruck in Richtung des Kaffeeaufnahmeraums (51) vorgetrieben wird.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Brühkolben (4) als Kaffeepresser wirkt und das Kaffeepulver im Kaffeeaufnahmeraum (51) zusammenpresst.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der durch den Brühkolben (4) auf das Kaffeepulver ausgeübte Pressdruck geringer ist als der während des Brühvorganges in entgegengesetzter Richtung auf den Brühkolben (4) ausgeübte Brühwasserdruck.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasserpumpe (62) zum Aufbau eines Kolbenwasserdrucks über die Zuführwasserleitung (64) Wasser vom Wassertank (61) bezieht und dieses als Kolbenwasser in die Kolbenwasserleitung (65) pumpt.
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasserpumpe (62) zum Aufbau eines Brühwasserdrucks in der Brühkammer (3) über die Zuführwasserleitung (64) Wasser vom Wassertank (61) bezieht und dieses als Brühwasser in die Brühwasserleitung (66) pumpt.
26. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis25, dadurch gekennzeichnet, dass der erzeugte Kolbenwasserdruck bis zum Ende des Brühvorgangs gehalten und zwecks Aufhebung der Arretierung und zum Zurückbewegen des Brühkolbens (4) in seine Ausgangsposition (AK) nach Abschluss des Brühvorganges wieder abgebaut wird.
27. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass der Abbau des Kolbenwasserdruckes durch das Abführen von Kolbenwasser über die Abführwasserleitung (67) erfolgt.
28. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass der Abbau des Kolbenwasserdruckes durch das Rückführen von Kolbenwasser über die Rückführwasserleitung (67) in die Zuführwasserleitung (64) oder den Wassertank (61) erfolgt.
29. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis28, dadurch gekennzeichnet, dass zum Abbau des Kolbenwasserdruckes und zum Abführen bzw. Rückführen von Kolbenwasser das Wegeventil (70) über die Steuerungseinrichtung (20) geschaltet wird.
30. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass am Ende des Brühvorganges der Kolbenwasserdruck abgebaut wird und Folge dessen die Arretierung gelöst und anschliessend der Brühkolben (4) über die Rückstellmittel (8) in seine Ausgangsposition (AK) zurückbewegt wird.
31. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (20) die Wasserpumpe (60) zwischen einer Kolbenwassereinspeisung und einer Brühwassereinspeisung schaltet.
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