DE1250985B - - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

PATENTSCHRIFT

Int. Cl.:

A 47 j

DeutscneKl.: 341-7/02

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetäg:
Auslegetag: .
Ausgabetag:

Patentschrift stimmt mft der Auskgesführift Oberem

1250985
W16318X/341 25. März 1955 28. September 1967 H. April 1968

Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Hereiten von Kaffee oder ähnlichen Brfihgetranken mit einem an einen Wasserkessel angeschlossenen Brühzylinder und einem darin auf- und abbewegbaren Kolben, der bei seiher unter der. Wirkung eines Druckmittels, wie vorzugsweise .Druckwasser, stattfindenden Abwärtsbewegung das Brühwasser durch das KarIeepiilveT drückt.

Um die Füllung der Briihkammer des Briihzylinders mit Briihwasser bei Beginn eines ,Arbeitsganges zu ermöglichen, .m^ß ,^,/Kolben im Brühzylrader jedesmal zunächst aus . ,seiner unteren Ruhestellung in seine obere FiükteÜung zurückgeholt werden. Dies kann hydrauftjch_mit,. Hilfe. eines Rückholkolbens oder mechanisch mit Hilfe einer Rückholfeder oder mit Hilfe eines sonstigen Ruckholorgans geschehen. Zwecks Abwärtsbewegung dee Kolbens in dem nunmehr mit Brühwasser gefüllten Brühzylinder ist es bekannt, den Kolben des Brühzylinders mittels einer Kolbenstange starr, mit einem zweiten Kolben zu verbinden, welcher in einem über dem Brühzylinder angeordneten Arbeitszylinder bewegbar ist, dessen Dmckkammer durch ein Steuerorgan entweder mit einer DrackmitteHeitung oder mit einer in einen Stiaunx niedrigeren Druckes führenden Ableitung verbindbar ist. ·.' ; .. «... ., .-..ι,...,

Es wurde bereits vorgeschlagen, den gesamten Brühvorgang selbsttätig ausfuhren zu lassen, derart, daß z.B. die Betätigung eines Druckknopfes oder Hebels von Hand genügt, um den Kolben im Brühzylinder in seine Füllstellnng zu bringen and . automatisch aus derselben wieder vorzuschieben. Bei einem solchen selbsttätigen Arbeitsvorgang kehrt der Kolben jedoch nach Erreichen seiner.FüHstel-Iung unverzüglich wieder in seine Ausgangsstellung zurück. Dies hat sich vielfach als nachteilig erwiesen, weil sich der Kolben dann meist schon wieder vorschiebt, bevor die Füllung des Brühzylinders mit Brühwasser beendet ist Die Folge hiervon ist ein unzureichendes Füllvolumen und eine ungenügende Ausnutzung der Kapazität der Kaffeemaschine. Abgesehen davon kann, es erwünscht sein, das BriihT wasser in der BriihkamTner des Brühzylinders eine gewisse Zeitlang auf das BrUhgut einwirken zu lassen, was bei einer sofortigen selbsttätigen Bewegungsumkehr des'Kolbens im Brühzylinders ebenfalls nicht , möglich ist.

, Durch die Erfindung wird bezweckt, eine Kaffeemaschine der vorstehend genannten Art zu schaffen, welche trotz selbsttätiger Arbeitsweise stets ,die gewünschte Füllung der Brühkammer des Brühzylinders und eine beliebige Verzögerung der Vorschub-

Kaffeemaschine . Patentiert für

Württembergische Metallwarenfabrik, Geislingen(Steige) ... ί,ο: · ^ - - ·:

Als Erfinder benannt: DipL-Ing. Heinrich Zerrer, Geislingen (Steige)

bewegung de^s..Kolbens.aus seiner FIuTstelrong ermögHjAt'.-. ..

ao Die Erfindung besieht im wesentlichen darin, daß das Steuerorgan, welches die Druckkammer des Arbeitszylinders entweder mit einer Dmckmittelleitung oder mit einer Ableitung verbindet, durch einen mit dem Steuerorgan verbundenen, in einem.Zylinder

as gleitenden SteuerkpIben verstellbar ist, dessen eine Seite ständig unter dem konstanten Drack des Drackmittels steht, wogegen der von der anderen Kolbenseite begrenzte Zylinderraum über ein ein. stellbares Drosselorgan ständig mit der Drucknnttel-

3». leitung verbunden und über em willkürlich von Hand zu öffnendes Ventil zeitweilig an die in den Raum

■ niederen Druckes führende Ableitung anschließbar ist.

Das Steuerorgan besteht vorzugsweise aus einem

kleineren, mit dem erstgenannten größeren Steuerkolben durch eine Kolbenstange verbundenen Steuerkolben, der in einer einerseits an die Druckmittelleitung, und andererseits an .die- Ableitung angeschlossenen Zylinderbohrung verschiebbar ist, in deren Mittelzone eine von der Dmckkammer des Arbeitszylinder« kommende Leitung mündet Als Drosselorgan kann in besonders einfacher Weise eine Drosselschraube verwendet werden, die von Hand mittels eines Drehknopfes od. dgl. einstellbar ist ■

4S Durch die Erfindung wird erreicht, daß der größere .Steuerkolben des Steuerprgans normalerweise durch den in seiner'Drackkarniner herrschenden vollen Druck in .seiner Ruhestellung gehalten wird, in. . welcher der mit ihm verbundene kleinere Steuerkolhen die . Verbindung, von der Dmclanitteneitung in

■ die Dmckkammer des Arbeitszylinders freigibt, wodurch der BrQhzyuriderkolben in seiner Ruhestellung

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gehalten wird. Wenn aber der Dnickkammerraum . kolbens2 zu steuern' hat. Die einzelnen Zyfinderdes Arbeitszylinders durch Öffnung des Ventils von räume und Steuerventilräume sind unter sich und Hand mit der Ableitung verbunden wird, entweicht mit einem nicht dargestellteil Heißwasserkessel bzw. der Überdruck aus der Arbeitskammer, und der sich mit einer ebenfalls nicht dargestellten Druckwasserunter der Wirkung des Gegendruckes verschiebende 5 quelle durch ein im folgenden näher beschriebenes große Steuerkolben zieht den kleinen Steuerkolben Leitungssystem verbunden;

in seine andere EndsteUung, in welcher die Druck- Der Briihzylinder 1 umschließt eine Briihkamkanuner des Arbeitszylinders an die Ableitung ange- iner :7,ia der sich der Brühzylindefkolben 2 verschlossen ist. Der Brühzylinderkolben bewegt sich schiebt, während der Arbeitszylinder '3 eine -Druckdann unter der Wirkung der Rückholkraft iri seine io kammer 8 umgibt, in welcher sich der Arbeitskol·· FüUstellung. ben 4 verschieben kann. Die Brühkammer 7 wird

Obwohl nun aber das handbetätigte Ventil schon durch ein Verteilersieb 9 abgeschlossen, unter welwiedef geschlossen ist, bleibt der große Steuerkolben ehern ein in der Zeichnung nicht dargestellter Kaffeezunächst in seiner verschobenen Stellung stehen, weil siebhalter lösbar z. B. mittels Klauen 10 nach Art das Druckmittel über das Drosselorgan nur allmäh- i$ eines Bajonettverschlusses am unteren Ende des lieh je nach dem eingestellten Drosselquerschnitt Briihzylindeis 1 befestigt werden kann,
wieder in die Druckkammer des großen Steuer- Dem'Arbeitskolben 4 wirkt eine Rückholfeder 11 kolbens nachströmen kann. Erst wenn in dieser entgegen, die sich mit ihrem oberen Ende gegen die Druckkammer wieder der volle oder annähernd volle Unterfläche des Arbeitskolbens 4 und mit ihrem unDruck erreicht ist, verschiebt sich der große Steuer- au teren'Ende gegen einen ortsfest gehaltenen, mit einer kolben und bewegt damit auch den kleinen Steuer- Bohrung für die Kolbenstange 5 versehenen Teller kolben wieder in seine Ruhestellung. Erst dann kann 12 einer Hülse 13 abstützt, welche an einem ring* das Druckmittel also wieder in ,die Dhickkarnmer förmigen Zylinderdeckel 14 befestigt ist Der Briihdes Arbeitszylinders eindringen und den Kolben in zyfinderkolben 2 ist hohl ausgebildet und oben offen, dem Brühzylinder aus seiner Füllstellung in seine 35 so daß sich'das untere, den Federteller 12 tragende Ausgangs- oder Ruhestellung zurückdrücken. Ende der Hülse' bei der Aufwärtsbewegung des Briib-

Durch einfache Einregulierung des Drosselorgans zylinderkolbens 2 in letzteren einschieben kann,
hat man es also in der Hand, den Kolben des Brüh- In die Brühkammer 7 mündet in der oberen oder Zylinders beliebig lange Zeit in seiner Füllstellung FüllsteUung des Bruhzyimderkolbens 2 eine iri einem zu halten: Das aus dem Kessel kommende Brüh- 30 seitlicher! Stutzen 15 des Brühzylinders 1 angeordwasser hat dann genügend Zeit zum Einströmen, so · nete Bohrung 16. Zwischen einein in diese Bohrung daß die Brühkammer des Brühzylinders vollständig 16 führenden KanaM7 und einer an'den Wasserangefüllt wird. Außerdem kann man das Brühwasser kessel angeschlossenen Bohrung 18 ist ein Ventil 19 im Brühzylinder dahn beliebig lange auf das Brühgut eingeschaltet, dessen Ventilteller von einer Ventileinwirken lassen. An der im übrigen selbsttätigen 35 feder gegen einen Ventilsitz gedrückt wird. Auf die Arbeitsweise der Vorrichtung wird aber durch diese Ventilstange 20 des Ventils 19 legt sich der äußere Verzögerung "nichts geändert, denn wenn der not- Arm eines um einen Drehpunkt 21 drehbaren Hebels wendige Überdruck erreicht ist, wird der Kolben in 22, dessen innerer Arm durch einen Wandungsschlitz dem Bruhzylinder wie bisher mit voller Kraft vor- 23' des Bruhzylinders 1 in die Bahn des BrUhzylingeschoben und bleibt dann automatisch in seiner 40 dcrkolbens 2 ragt und von einer Oberkante 24 des Ausgangs* oder Ruhestellung stehen, bis durch eine Brühzylinderkolbens 2 zwecks öffnung des Ventils 19i> Betätigung des Handventils ein neuer Arbeitszyklus verschwenkt werden kann, wenn sich der Briihzylineingeleiret wird. . ' ' derkolben 2 seiner oberen oder FüllsteUung nähert. . In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand eines ' In dem Steuerblock 6 befindet sich eine Zylinderschematischen und eines praktischen Ausführungs- 45 bohrung 25, 25^ in der ein größerer Steuerkolben 26· beispiels näher erläutert, verschiebbar ist.-Der dem vorderen Zylinderraum 25

Fig. 1 zeigt schematisch eine ZylindergrUppe in dieser Zylinderbohrung gegenüberliegende hintere

der Ruhe- öder Ausgangsstellung; Zylinderfattm 25' geht axial in eine kleinere Zylin-

* Fig.2 zeigt ebenfalls schematisch dieselbe Zy- derbohrung 27 über, in der ein kleinerer Stenerkollindergruppe in der rückwärtigen End- oder FtiU- 50 hen 28 verschiebbar ist, welcher mit dem größeren stellung des Brühzylinderkolbehs; Steuerkolben 26 durch eine Kolbenstange 29 starr

• Fig. 3 zeigt im Längsschnitt eine praktische Aus- verbunden ist.

führungsform der Zylindergruppe und Der ZyUnderraum 25 steht einerseits durch eine ' Fig. 4 zeigt einen Querschnitt nach der Linie Leitung 30 über ein Ventil 31, einen Ventilraum 32 A-B der Fig, 3. 55 und einen Kanal 33 mit einer in den Wasserkessel . "In der schematischen Darstellung nach Fig. ί führenden Ableitung 34 in Verbindung, wenn das und 2 und in der konstruktiven DarsteUung nach Ventil-3i geöffnet ist. Das öffnen des Ventils 31 ge-Fig..3 und 4 sind jeweüs gleiche oder äquivalente schient von Hand mittels eines Druckknopfes 35, der Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen, um das durch eine Ventilstange mit dem VentilteUer des Verständnis der Vorrichtung zu erleichtern. . ⁶⁰ Ventils 31 verbunden ist Im Ruhezustand wird der Demgemäß besteht jede Zylindergruppe im wesent- · VentilteUer des Ventils 31 von einer Ventilfeder geliehen ,aus einem BriihzyUnder l. mit einem Brüh- gen seinen Sitz gedrückt. Außerdem mündet die Abzylinderkolben 2, einem axial zu ersterem angeord- leitung 34 in das hintere Ende der Zylinderbohrung netem Arbeiteszylinder 3 mit einem Arbeitskolben 4,- 27, die ihrerseits durch eine etwa in ihrer Mitte münder mit dem Brühzyhhderkblben Z durch eine Kol- 65 dende Leitung 36 mit der Druckkammer 8 des Arbenstange'5 starr verbunden ist, und einem Steuer- beitszylinders 3 in Verbindung steht. . ' ■
block 6, dessen Steuereinrichtung die Bewegung des Andererseits ist der Zylinderraum 25 des größeren Arbeitskolbens '4 - und damit des Briihzylinder- Steuerzylmders durch eirie Leitung 37 über ein Dros-

Claims (3)

seiventil 38 mit einer Druckwasserleitung 39 verbunden, welche außerdem direkt in den hinteren Zylinderraum 25' des größeren Steuerzylinders mündet. Das Drosselventil 38 kann mittels eines Drehknopfes 40 eingestellt werden.. Bei der praktischen Ausführung der Zylindergruppe gemäß Fi g. 3 und 4 wird der Steuerblock 6 von einer Haube 41 überdeckt, durch welche der Druckknopf 35 nach oben und der Drehknopf 40 nach der Seite herausragen; Die Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen Vorrichtung läßt sich am besten an Hand der schematischen Darstellung gemäß Fig. 1 und 2 erläutern. Im Ruhe- oder Ausgangszustand nehmen alle Kolben und Ventile die aus Fig. 1 ersichtliche Stellung ein. In der Druckkammer 8 des Arbeitszylinders 3 und in dem Zylinderraum 25 des größeren Steuerzylinders herrscht der volle Überdruck des Druckwassers in Höhe von z. B. 6 bis 8 atU, welcher auch in dem Zylinderraum 25' vorhanden ist Die Ableitung 34 hat dagegen nur den Kesseldruck in Höhe von z. B. 0,7 bis 1 atU. Auf das nicht dargestellte Kaifeesieb des unter dem Verteilersieb 9 befestigten Siebhalters ist eine bestimmte Menge Kaffeepulver geschüttet worden. Um die Vorrichtung zwecks Bereitung und Ausgabe der Kaffeebrühe in Gang zu setzen, wird lediglich der Druckknopf 35 betätigt, um das Ventil 31 zu öffnen. Dadurch wird der Zylinderraum 25 des größeren Steuerzylinders Uber die Leitung 30, den Ventilraum 32 und den Kanal 33 mit der Ableitung 34 verbunden. Infolgedessen tritt in dem Zylinderraum 25 ein. Druckabfall auf den Kesseldruck ein, während in dem Zylinderraum 25' der Hochdruck in voller Stärke bestehenbleibt. Der größere Steuerkolben 26 bewegt sich daher- aus seiner linken Endstellung gemäß Fig. 1 in seine rechte Endstellung gemäß Fig. 2 und zieht den kleineren Steuerkolben 28 über die Mündung der Leitung 36 hinweg ebenfalls nach rechts. Die Druckkammer 8 des Arbeitszylinders 3 wird dadurch, wie Fig. 2 zeigt, an die Ableitung 34 angeschlossen. Nun überwiegt die Kraft der Rückholfeder 11, welche den Arbeitskolben 4 und damit den Brühzylinderkolben 2 in seine obere Stellung zurückdrückt Kurz vor dem Erreichen der höchsten Stellung, d.h. der FüUstelhing, drückt die Kante 24 des BrühzylmderMbens 2 gegen den Hebel 22, verschwenkt denselben Und öffnet das Ventil 19, so daß heißes BrUhwasser aus dem Kessel durch die Bohrung 18, den Raum 17 und die Bohrung 16 in die Briihkammer 7 des Brühzylinders 1 einströmen kann. Durch entsprechende Einregulierung des Drosselventils 38 kann nun die Zeit, in der sich der Zylinderraum. 25 des größeren Steuerzylinders wieder mit unter Hochdruck stehendem Druckwasser auffüllt, im voraus bestimmt werden. Je nach dieser Einregu-Uerung vergeht eine längere oder kürzere Zeit bis sich der größere Steuerkolben 26 aus seiner rechten Endstellung. gemäß Fig. 2 wieder in seine linke Endstellung gemäß F i g. 1 zurückbewegt. Entsprechend lange dauert es, bis der kleinere Steuerkolben 28 die Mündung in die Leitung 36 wieder mit dem Zylinderraum 25' und damit mit der Hochdruckleitung 39 in Verbindung setzt Erst dann gelangt wieder Druckwasser in den Druckraum 8 des Ai-. beitszylinders 3 und drückt die Kolben 4 und 2 nach unten,, wobei das in der Brühkammer 7 befindliche Brühwasser durch das Verteilersieb 9 und das Kaffeepulver hindurch in das unter dem· Zylinder aufgestellte Gefäß gedriickt wird. In-dieser unteren:' Stellung bleiben die Kolben 2 und 4 stehen:, bis; die Vorrichtung durch eine erneute Betätigung des S Druckknopfes 35 wieder in Gang gesetzt wird. - Selbstverständlich beschränkt sich die Erfinduhg nicht auf das vorstehend beschriebene und in der Zeichnung veranschaulichte Ausführungsbeispiel, ' sondern sie umfaßt alle Varianten im Rahmen des ίο wesentlichen Erfindungsgedankens. So kann z. B. der Brühzylinderkolben 2 mit dem Arbehskolben 4 zu1 einem einzigen Kolben vereinigt sein, und an Stelle der mechanischen Rückholfeder 11 kann ein hydraulisches Rückholorgan verwendet Werden. Das Drosselorgan, die Steuerorgane und die Ventile können auch abweichend von dem Ausführungsbeispiel ausgebildet sein, und die Drosselung kann an einer anderen Stelle des Systems vorgenommen werden, sofern nur die regelbare Verzögerung der Vorschubbewegung des BrUhzylinderkolbens gemäß der Erfindung erreicht wird. Patentansprüche:

1. Kaffeemaschine mit einem an einen Wasserkessel angeschlossenen Brünzylinder und einem darin auf- und abbewegbaren Kolben, der bei seiner Abwärtsbewegung das Brühwasser durch das Kaffeepulver drückt und mittels einer Kolbenstange mit einem zweiten Kolben starr verbunden ist, welcher in einem über dem Brühzylinder angeordneten Arbeitszylinder bewegbar ist, dessen Druckkammer durch ein Steuerorgan

as entweder mit einer Druckmittelleitung oder mit einer in einen Raum niedrigeren Druckes führenden Ableitung verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerorgan (28) . durch einen mit ihm verbundenen, in einem Zylinder (25, 25') gleitenden Steuerkolben (26) verstellbar ist, dessen eine Seite (25') ständig unter dem konstanten Druck des Druckmittels steht, . wogegen der. von der anderen Kolbenseite begrenzte' Zylinderraum (25) über ein einstellbares Drosselorgan (38) ständig mit der Druckmittelleitung (39) verbunden und über ein willkürlich von Hand zu öffnendes Ventil (31) zeitweilig an die in den Raum niederen Druckes führende Ableitung (34) anschließbar ist

so

2. Kaffeemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerorgan (28) aus einem kleineren, mit dem größeren Steuerkolben (26) durch eine Kolbenstange (29) verbundenen Steuerkolben besteht, der in einer einerseits an die Druckmittelleitung (39) und andererseits an die Ableitung (34) angeschlossenen Zylinderbohrung (27) verschiebbar ist, in deren Mittelzone eine von der Druckkammer .(8) des Arbeitszylin-. ders (3) kommende Leitung (36) mündet.

So

3. Kaffeemaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß der von der Kolbenstange (29) durchsetzte, ständig an die Druck, . mittelleitung (39) angeschlossene Zylinderraum (25') des größeren Steuerkolbens (26) axial in die Zylinderbohrung (27) des kleineren Steuerkolbens (28) übergeht,

4. Kaffeemaschine nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der die Steuerkolben

(2ί, 28) wnd ^zylux^erräume (25, 25'> 27), das einer Drosselschrawbe besteht, die von Hand mit

Drosselorgan (38) und das Handventil (31) ent- tels eines Drehknopfes (40) einstellbar ist.

haltende Steuerblock (6, 3) am BrOhzylinder (1)
befestigt ist«- In Betracht gezogene Druckschriften:

5. Kafieemaschine nach Anspruch 1, dadurch 5 Französische Patentschriften Nr. 1038753; gekennzeichnet, daß das Drosselorgan (38) aus 1039 644, 1091170.

Hierzu 1 Blatt Zeichrmngen

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