Expresskafeemaschine Das Patent betrifft eine Expresskaffeemaschine mit in zwei Zylindern geführten, gleichzeitig in ent gegengesetzten Richtungen bewegbaren Kolbenpaaren, von denen jedes im betreffenden Zylinder einen be weglichen Raum einschliesst, der zur Aufnahme einer einer Portion Kaffee entsprechenden Kaffeepulver menge dient, welcher Raum den Durchlass von Brüh wasser in seiner einen und von Spülwasser in seiner anderen Endlage gestattet.
Im Gegensatz zu einer bekannten Kaffeemaschine dieser Art, bei der die beiden Kolben mittels eines von Hand zu betätigenden Hebels über ein Zahn stangengetriebe bewegt werden, erfolgt beim Gegen stand des vorliegenden Patentes der Antrieb der Kolben durch Druckwasser.
Die erfindungsgemässe Expresskaffeemaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass in jedem Zylinder zwei Kammern veränderlichen Volumens vorgesehen sind, die durch ein Organ getrennt sind, welches zur axialen Verschiebung der Kolben mittels Druckwasser dient, welche Kammern durch Leitungen mit einer den Druckwasserlauf steuernden Vorrichtung in Verbin dung stehen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt, und zwar zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemässen Expresskaffeemaschine, teilweise im Schnitt, Fig. 2 die Draufsicht auf Fig. 1, Fig. 3 die rechte Stirnansicht der Fig. 1, Fig. 4 das Schema der Steuerung der erfindungs gemässen Expresskaffeemaschine nach Fig. 1.
Bei dem in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Aus- führungsbeispiel der erfindungsgemässen Express- kaffeemaschine sind spiegelbildlich zur Längsachse der Maschine zwei Zylinder 1, 1' angeordnet, von denen in Fig. 1 nur der von der Bedienungsstirnseite der Maschine aus rechts liegende Zylinder 1 im Längsschnitt gezeigt ist. Alles, was im folgenden bei der Beschreibung des rechten Zylinders 1 erläutert wird, gilt daher sinngemäss auch für den linken Zylin der 1'.
Im Zylinder 1 ist an einer durch den hinteren Zylinderdeckel 2 geführten Kolbenstange 3 ein Kol ben 4 starr befestigt, der durch den Zylinder 1 seine Führung erhält. An der vorderen Verlängerung 3a der Kolbenstange 3 ist im Abstand vom Kolben 4 ein weiterer Kolben 5 starr befestigt, während auf dem vorderen Ende 3b der Kolbenstange 3 ein Kol ben 6 axial verschieblich gelagert ist. An der Vorder seite des Kolbens 6 ist eine koaxiale Hülse 7 befestigt, die der Aufnahme einer Druckfeder 8 dient.
Die Druckfeder 8 stützt sich einerseits am Boden der Hülse 7 und anderseits an dem mit einem Bund ver- sehenen vorderen Ende 3b der Kolbenstange 3 ab und hält dadurch den Kolben 6 in der in Fig. 1 dar gestellten Lage im Abstand vom Kolben 5. Ungefähr in der axialen Mitte des Zylinders 1 befindet sich eine ihn quer durchsetzende Wand 9, durch welche die vordere Verlängerung 3a der Kolbenstange 3 unter Abdichtung hindurchgeführt ist. Das vordere Ende des Zylinders 1 ist durch eine Ringscheibe 10 abgeschlossen. Durch die Wand 9 und die Kolben 4, 5 und 6 werden im Zylinder 1 vier Zylinder räume 11, 12, 13 und 14 gebildet.
In den Zylinder raum 11 mündet eine durch den vorderen Zylinder deckel 2 geführte Leitung 15, während in den vor deren Teil des Zylinderraumes 12 eine Leitung 16 einmündet; der Verlauf und die Funktion der Lei tungen 15 und 16 werden später beschrieben. In den Zylinderraum 13 mündet von oben her eine (eben falls später näher zu beschreibende) Leitung 17; diametral zu dieser ist ein Ablauf 18 angeordnet. Der Zylinderraum 14 steht mit einem über ihm angeordneten Einfülltrichter 19 in Verbindung.
In das vordere Ende des Zylinders 1, das in der in Fig. 1 dargestellten Stellung der Kolben 4, 5 und 6 keinen geschlossenen Zylinderraum umfasst, mündet von oben eine (später näher zu erläuternde) Leitung 20, welcher ein Auslass 21 diametral gegenüberliegt. Auf der Oberseite der Expresskaffeemaschine ist ein Steuerblock 22 angeordnet, mit dem ein nach oben gerichteter Zapfen 23 fest verbunden ist.
Um den Zapfen 23 ist ein zweiarmiger, gekröpfter Hebel 24 schwenkbar, der am freien Ende seines längeren, nach vom weisenden Armes eine Dosiervorrichtung 25 und am nach unten abgebogenen freien Ende .seines kürzeren, nach hinten weisenden Armes eine horizon tal verlaufende, kreisförmige Steuerscheibe 26 trägt. Vom längeren Arm des Hebels 24 erstrecken sich nach beiden Seiten Querarme, deren freie Enden als nach unten abgebogene Lappen 27, 28 ausgebildet sind. Der Hebel 24 ist in seiner Mittelstellung sowie in seinen beiden Endstellungen durch Kugelgesperre 29, 30 und 31 feststellbar.
Die Lappen 27, 28 des Hebels 24 steuern (auf später zu beschreibende Weise) einen im Steuerblock 22 quer zur Längs achse der Kaffeemaschine verschieblich gelagerten Steuerkolben 32. Die Kolbenstangen 3, 3' tragen an ihren hinteren Enden nach oben gerichtete Anschlag bleche 33, 33', die quer zur Längsachse der Kaffee maschine schwenkbar sind und unter der Wirkung von Drehfedern 34, 34' so weit gegeneinander ver- schwenkt werden, bis sie mit unteren Anschlagflächen 35, 35' auf der abgeflachten Oberseite einer sich in Längsrichtung der Kaffeemaschine nach hinten er streckenden, aus Rundstahl gefertigten Stange 36 auf liegen.
Die Anschlagbleche 33, 33' weisen nach innen offene Aussparungen 37, 37' auf, an die sich nach oben hin innere Anschlagflächen 38, 38' für die Steuerscheibe 26 anschliessen. In der in Fig. 3 ge zeigten Stellung werden durch die Anschlagbleche 33, 33' Ventilstangen 39, 40 bzw. 39', 40' über deckt. Die Ventilstangen 39, 39' durchdringen den Steuerblock 22 und führen zu Ventilen 41, 41', die den Durchgang durch (später zu beschreibende) Lei tungen 42, 42' normalerweise sperren und ihn nur öffnen, wenn die Ventilstangen 39, 39' in Richtung zu den Ventilen 41, 41' entgegen Federdruck ver schoben werden.
Die Ventilstangen 40, 40' dagegen sind Ventilen 43, 43' zugeordnet, die in die Leitun gen 15, 15' eingebaut sind und den Durchgang durch diese unter dem Wasserleitungsdruck stehenden Lei tungen normalerweise freigeben, ihn aber sperren, sobald die Ventilstangen 40, 40' in Richtung zu den Ventilen 43, 43' entgegen dem Wasserdruck ver schoben werden.
Nunmehr soll anhand des Schemas der Fig. 4 die Wirkungsweise der erfindungsgemässen Expresskaffee- maschine erläutert werden. In der in Fig. 4 gezeigten Stellung befindet sich der Hebel 24 - von der Bedienungsperson der Kaffeemaschine aus gesehen - in der rechten Endstellung und der Steuerkolben 32 ist durch den Lappen 28 ganz nach rechts in den Steuerblock 22 hineingeschoben.
Durch die an das Wasserleitungsnetz angeschlossene Leitung 44 ge langt das Leitungswasser über den Steuerraum 32a des Steuerkolbens 32 in die Leitung 45 und von hier aus über die Leitung 16' in den Zylinderraum 12' des Zylinders 1' und drückt den Kolben 4' ganz nach hinten; das vor dem Kolben 4' befindliche Wasser wird dadurch in die Leitung 15' gedrückt und kann, da das Ventil 43' durch den Wasserdruck geöffnet wird, über die Leitung 46 und den Steuer raum 32b des Steuerkolbens 32 in die Abflussleitung 47 abfliessen;
durch die Leitung 45 gelangt zwar gleichzeitig Druckwasser in die Leitung 15, kann jedoch in dieser nur bis zum Ventil 43 gelangen, welches geschlossen ist, weil es durch das an der Kolbenstange 3 angebrachte, auf die Ventilstange 40 drückende Anschlagblech 33 in die Schliessstellung geschoben ist. In der eben beschriebenen Stellung befindet sich die Dosiervorrichtung 25 über dem rechten Einfülltrichter 19 (Fig. 2), so dass durch die sen und damit in den Zylinderraum 14 die einer Tasse Kaffee entsprechende Kaffeepulvermenge ein gefüllt werden kann.
Wird nun der Hebel 24 (Fig. 4) in die Mittelstellung geschwenkt, so schwenkt die Steuerscheibe 26, die mit ihrem Umfang an der inneren Anschlagfläche 38 des Anschlagbleches 33 anliegt (Fig.3), dieses entgegen der Wirkung der Drehfeder 34 im Gegenuhrzeigersinn, wobei die bis her überdeckte Ventilstange 40 freigegeben wird und durch die Aussparung 37 des Anschlagbleches 33 treten kann. Infolgedessen wird durch den in der Leitung 15 herrschenden Wasserdruck das Ventil 43 geöffnet, und durch das in den Zylinderraum 11 des Zylinders 1 eindringende Druckwasser wird der Kol ben 4 nach vorn geschoben.
Dadurch wird das im Zylinderraum 14 (Fig.l) befindliche Kaffeepulver ebenfalls nach vorn geschoben; wenn der Kolben 6 an der Ringscheibe 10 anstösst, kann sich der Kolben 5 trotzdem noch etwas weiter nach vorn bewegen, weil das vordere Ende 3b der Kolbenstange 3 durch den Kolben 6 hindurchtreten kann, bis die Druck feder 8 vollkommen zusammengedrückt ist. Durch diese zusätzliche Bewegung des Kolbens 5 wird das zwischen den Kolben 5 und 6 befindliche Kaffee pulver etwas zusammengepresst, und es befindet sich nun zwischen der Leitung 20 und dem Auslass 21.
Durch die Bewegung nach vorn des Kolbens 4 und der mit ihm verbundenen Kolbenstange 3 wird durch das an der Ventilstange 39 anstossende Anschlag blech 33 das Ventil 41 geöffnet, so dass aus der mit einem (nicht dargestellten) Heisswasserspeicher verbundene Leitung 42 heisses Wasser in die Leitun gen 20 und 17' strömt. Das aus der Leitung 20 ausfliessende Heisswasser dient als Brühwasser; es durchströmt das zusammengepresste Kaffeepulver und verlässt die Kaffeemaschine durch den Auslass 21 als fertiges Kaffeegetränk.
Das aus der Leitung 17' aus fliessende Heisswasser dient als Spülwasser zum Aus- spülen des ausgelaugten Kaffeepulvers im Zylinder- raum 14' des linken Zylinders 1' und verlässt die Kaffeemaschine durch den Ablauf 18'. Sobald die unter dem Auslass 21 stehende Tasse mit Kaffee getränk gefüllt ist, wird der Hebel 24 in die linke Endstellung geschwenkt. Durch diese Schwenkbewe gung schiebt der Lappen 27 den Steuerkolben 32 ganz nach links in den Steuerblock 22 hinein. Nun kann aus der Leitung 44 Druckwasser über den Steuerraum 32b des Steuerkolbens 32 in die Lei tung 46 und von hier in die Leitung 15' gelangen.
Durch den Wasserdruck ist das in die Leitung 15' eingebaute Ventil 43' offengehalten, so dass das Druckwasser vor den Kolben 4' gelangt und diesen so weit nach vorn schiebt, bis das Anschlagblech 33' auf die Ventilstange 40' aufstösst, dieselbe etwas vorschiebt und dadurch das Ventil 43' schliesst.
Gleichzeitig gelangt das Druckwasser aus der Lei tung 46 in die Leitung 16 und in den Zylinderraum 12 und schiebt den (ganz vorn befindlichen) Kolben 4 ganz nach hinten, wobei das im Zylinderraum 11 befindliche Wasser in die Leitung 15 gedrückt wird und durch seinen Druck das Ventil 43 öffnet, worauf das Wasser weiter durch die Leitung 15, die Leitung 45 und den Steuerraum 32a im Steuerkolben 32 in die Abflussleitung 47 abfliessen kann.
Nun befindet sich also der Zylinderraum 14 des Zylinders 1 mit dem ausgelaugten Kaffeepulver über dem Ablauf 18, während sich der leere Zylinderraum 14' des Zylin ders 1' unterhalb des Einfülltrichters 19' befindet und bei Bedarf mit einer Portion Kaffeepulver aus der (jetzt über dem Einfülltrichter 19' befindlichen) Dosiervorrichtung 25 gefüllt werden kann. Die wei teren Vorgänge beim Verschwenken des Hebels 24 in seine Mittelstellung verlaufen analog zu den vor stehend geschilderten, so dass sich eine Wiederholung der einschlägigen Beschreibung erübrigt.
Wie ersicht lich, bewegen sich die Kolben 4, 5 und 6 im Zylin der 1 gleichzeitig in entgegengesetztem Sinne zu den Kolben 4, 5' und 6' im Zylinder 1'.
Die Expresskaffeemaschine kann, ohne aus dem Rahmen der Erfindung herauszutreten, auf man cherlei Weise anders gebaut werden, als sie in der Zeichnung dargestellt ist. So könnte z. B. das in der Abflussleitung 47 fliessende Wasser zum Ausspülen des ausgelaugten Kaffeepulvers in den Zylinderräu men 14, 14' verwendet werden (statt des Heiss wassers). Ferner könnte nur ein gesondert vorgesehe ner Druckwasserzylinder mit einem durch das Druck wasser gesteuerten Kolben versehen sein; in diesem Falle könnte das herausragende Ende der Kolben stange als Zahnstange ausgebildet sein zum Antrieb eines Ritzels, mit welchem die Kolbenstangen der in beiden Zylindern 1 und 1' bewegten Kolben 5, 6 bzw. 5', 6' ebenfalls in Eingriff stehen.
Eine wei tere mögliche Ausführungsform bestünde darin, zur Betätigung der Steuervorrichtung neben der Dosier vorrichtung eine Schiebestange vorzusehen, die be nützt wird, wenn zwecks gründlicher Reinigung der Kolben 5, 6 bzw. 5', 6' zwischen diesen mehrmals Spülwasser durchgedrückt werden soll. Die Dosier vorrichtung bleibt bei diesem Vorgang in Ruhe; würde sie nämlich für diesen Zweck benützt, so be stünde die Gefahr, dass die Bedienungsperson die Dosiervorrichtung gewohnheitsmässig betätigen würde, so dass infolgedessen Kaffeepulver ungenutzt ver braucht würde.
Gegenüber einer handbetätigent Expresskaffee- maschine ermöglicht das hier offenbarte Ausführungs- beispiel des Erfindungsgegenstandes in Verbindung mit dem am Ende ihrer Schwenkbewegung die nötige Kaffeepulvermenge in den darunter liegenden Ein fülltrichter 19 bzw. 19' entleerenden Dosiervorrich- tung 25 die automatische Zubereitung von Kaffee portionen.