DE4119559A1 - Mechanische vorrichtung zur ausfuehrung des arbeitszyklus eines automatischen apparates fuer die zubereitung von kaffee oder von anderen heissen getraenken - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine mechanische Vorrichtung zur Aus­ führung des Arbeitszyklus eines automatischen Apparates für die Zuberei­ tung von Kaffee oder anderen heißen Getränken.

Auf dem Gebiet der Getränkeautomaten, auf welche sich die Erfindung be­ zieht, sind grundsätzlich zwei Typen bekannt, d. h. ein Typ mit Münzein­ wurfbetätigung und der andere mit einfacher Druckknopfbetätigung. In beiden Fällen wird die effektive Vorbereitung bzw. Mischung des Kaffees oder einer anderen Getränkesorte durch eine mechanische, mittels Elek­ tromotor und Reduziergetriebe angetriebene Vorrichtung bewirkt, mit der Aufgabe, die Folge der Operationen des Arbeitszyklus zu tätigen, d. h. die Entnahme des Kaffeepulvers, des Tees oder der Schokokolade, die Kom­ primierung und die Mischung der gefüllten Dosis mit warmem Wasser, die Abgabe des fertig zubereiteten Getränkes und schließlich das Ausstoßen des verbrauchten Satzes aus der sogenannten Mischungskammer.

In den meisten Fällen ist die Apparatur mit einer Vorrichtung zur In­ betriebsetzung durch Münzeinwurf versehen. Die vorliegende Erfindung be­ zieht sich auf diese Ausführungsart, ohne jedoch jene mit Druckknopf­ betätigung auszuschließen. Demzufolge sieht die Erfindung vor, daß die entsprechende mechanische Apparatur mit einer mechanisch direkt verbun­ denen und vervollständigten Münzeinwurfeinrichtung versehen wird, und zwar unter Beseitigung des üblichen Elektromagneten. Dabei ist ein grund­ sätzliches Ziel, die Konstruktion zu vereinfachen und eine größere Be­ triebssicherheit zu erreichen, bei gleichzeitiger Reduzierung des Unter­ haltsaufwandes.

Die bekannten Kaffee- bzw. Warmgetränke-Automaten sind ohne Ausnahme mit mehr oder weniger komplizierter Mechanik versehen, und zwar mit ver­ schiedenen mechanischen Elementen, sowie elektrischen und/oder elektro­ nischen Apparaturen, durch welche gemeinsam die notwendigen Arbeits­ bewegungen erzielt werden. Üblicherweise besitzt die der spezifischen Aufgabe der Zubereitung des warmen Getränkes dienende und durch Elek­ troreduziergetriebe angetriebene Vorrichtung eine Antriebswelle, auf welche eine gewisse Anzahl von Exzentern und Gegenexzentern montiert ist, von welchen ausgehend die notwendigen Arbeitsgänge des Zyklus be­ wirkt werden, beginnend mit der über Elektrofühler kontrollierten und durch Gefälle verwirklichten Entnahme der Pulverdosis. Die Mischungs­ kammer, welche die Dosis aufnimmt, wird synchron durch die genannten Exzenterscheiben und über gerade und jedenfalls winkelmäßig nicht un­ terbrochene Führungsrillen betätigt, die beidseitig an der Innenfläche der Seitenplatten des Mechanismus vorgesehen sind. Diese Seitenplatten dienen auch der Befestigung der Mittel für die Verbindung mit dem Warm­ wasserbehälter, während unter der Mischungskammer die Organe zum Aus­ stoßen des verbrauchten Pulversatzes vorgesehen sind, wobei die Organe ebenfalls durch Exzenterscheiben betätigt werden. Der Impuls zur Anre­ gung der Operationsfolge für die Zubereitung des Getränkes wird meistens, wie bereits angedeutet, durch elektrische Verbindung der Antriebsmittel mit der Münzeinwurfeinrichtung, übertragen.

Die Münzeinwurfeinrichtung ist grundsätzlich mit einem elektromagneti­ schen Verschluß und einer Gegenfeder für die Öffnung versehen; Organe, durch welche die Münze aufgehalten wird, um einen zuständigen Mikroschal­ ter zu betätigen.

Es ist bekannt, daß die heute in Betrieb befindlichen Kaffee- oder Warm­ getränke-Automaten infolge ihrer relativ komplizierten elektromechani­ schen Einrichtungen oft Betriebsunregelmäßigkeiten aufweisen, die nicht nur zahlreiche Wartungs- oder Reparatureingriffe verursachen, sondern auch die Abgabe von nicht besonders gut schmeckenden oder nicht genügend warmen Getränken zur Folge haben. Der nicht regelmäßige Geschmack kann davon herrühren, daß durch die vorhandenen Exzenterscheiben oder ähnli­ chen mechanischen, dem Verschleiß unterliegenden Steuerorganen, der ver­ brauchte Pulversatz nicht vollkommen ausgestoßen wird. Es kann daher vor­ kommen, daß der eventuell zurückgebliebene Pulversatz, insbesondere wenn der Apparat eine gewisse Zeit nicht benutzt wurde, sich verändert oder schimmelt und dadurch die frisch eingeführte Pulverdosis verdirbt.

Es kann auch vorkommen, daß sich, wenn nach der letzten Getränkeentnah­ me eine gewisse Zeit vergangen ist, der Apparat und die entsprechende Mischungskammer abkühlt, so daß bei der Wiederinbetriebnahme die Tempe­ ratur des eingeführten warmen Wassers abnimmt und daher das vorbereite­ te Getränk nicht genügend warm ist.

Diese sowie andere Nachteile geringerer Bedeutung haben zur Untersuchung verbesserter und möglichst fehlerfreier Lösungen geführt, insbesondere in bezug auf die Münzeinwurfeinrichtung mit Sperrhebel und Elektromagnet­ steuerung.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist, insbesondere unter Berücksichti­ gung der vorstehend beschriebenen technischen Lage, die Schaffung einer mechanischen Vorrichtung für Kaffee- und Warmgetränke-Münzapparate und dergleichen, bei der grundsätzlich die Hauptsteuerexzenter- sowie Gegenexzenterscheiben abgeschaffen sind und wobei die mit obenliegender Warmwasserzufuhr und Ausstoßkolben ausgestattete Mischungskammer eine Bewegung mit positivem Arbeitsgang für den vollständigen Ausstoß des ver­ brauchten Pulversatzes aufweist; diese Vorrichtung hat unter anderem ein Heizelement für den Innenraum und insbesondere für die Mischungskammer mit der abschließenden Besonderheit, daß die Münzeinwurfeinrichtung aus­ schließlich durch eine Hubscheibe an der Motorwelle und eine Transmis­ sionsstange sowie einen oder mehrere bewegliche Hebel gesteuert wird unter Abschaffung des üblichen Elektromagneten zur Verzögerung der Ein­ wurfgeschwindigkeit der Münze oder Marke.

Die erfindungsgemäße mechanische Vorrichtung bildet grundsätzlich eine vervollkommnete und zugleich vereinfachte Lösung der bekannten und an­ gedeuteten bestehenden Apparaturen. Auf der durch Elektromotor und Re­ duziergetriebe angetriebene Hauptwelle mit Kurbel und Pleuelstange sind keine Hauptsteuerexzenter vorgesehen, und die regelmäßige und synchrone Steuerung der Mischungskammer wird durch winkelmäßig unterbrochene Füh­ rungsrillen erzielt, während für die Erzielung einer positiven, genauen und unveränderlichen Hubbewegung für den vollkommenen Ausstoß des ver­ brauchten Pulversatzes ein Kolben mit Schaft, Rückzugfeder und festem Anschlag vorgesehen ist. Das Ganze ist durch weitere Verbesserungsein­ zelheiten gekennzeichnet, wie den Einbau eines Heizelementes für den Innenraum der Apparatur und insbesondere für die Mischungskammer sowie die Montage auf der Antriebswelle einer einzigen Hubscheibe für die mechanische Steuerung, über Transmissionsstange und Hebel, der Münzein­ wurfeinrichtung. Das Ganze erfolgt unter vorwiegender Beachtung des Prinzips, die Verwendung dem Verschleiß unterliegender Elemente zu ver­ meiden und dadurch höchste Betriebssicherheit zu erreichen.

In den beiliegenden Zeichnungen ist schematisch ein die Erfindung nicht einengendes, bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine zusammenfassende Seitenansicht der inneren mechanischen Teile der Vorrichtung nebst einer von zwei Seitenplatten, wel­ che im Abstand parallel verbunden, den Montagerahmen der Vor­ richtung bilden; ferner mechanische Teile, welche eine eben­ falls sichtbare und auf die Antriebswelle montierte Hubscheibe nebst Transmissionsstange für die Steuerung der rechts liegen­ den Münzeinwurfeinrichtung umfassen;

Fig. 2 eine Seitenansicht in kleinerem Maßstab zur Erläuterung des ersten Arbeitsganges, d. h. der Entnahme des Getränkepulvers, seitens der Mischungskammer über einen Zuführungskanal;

Fig. 3 den zweiten Arbeitsgang, d. h. Verschiebung der Mischungskammer, nach links bei gleichzeitiger Anhebung derselben für die Warm­ wasserabnahme, die Zusammenpressung des Pulvers durch den ent­ sprechenden Stempel und die anschließende Abgabe des Getränkes;

Fig. 4 den dritten Arbeitsgang, d. h. Absenkung des Körpers der Mischungskammer bei gleichzeitigem Heben des für den Auswurf des verbrauchten Pulvers vorgesehenen Auswurfkolbens infolge der Auflage des freien Schaftendes gegen den festen Anschlag, wobei die auf den gleichen Schaft montierte Rückzugsspiralfeder zusammengepreßt wird;

Fig. 5 den vierten Arbeitsgang, d. h. die Drehung des Körpers der Mischungskammer nach rechts zur Erreichung des vollständigen Auswurfes des verbrauchten Pulvers, wobei der entsprechende Auswurfkolben die maximale Hubhöhe erreicht hat und in der Lage ist, mit dem vorgesehenen Abstreifspachtel zusammenzuarbeiten;

Fig. 6 eine schematische Perspektivansicht der Münzeinwurfeinrichtung mit entsprechender mechanischer Synchronsteuerung über die An­ triebswelle des Motorgetriebes;

Fig. 7 eine Seitenansicht des Körpers der Mischungskammer mit geneig­ tem Kanal für die Entfernung des verbrauchten Pulversatzes.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, ist die dargestellte Vorrichtung zwischen zwei Seitenplatten 1, eine rechte und eine linke, montiert, wobei die linke, um die inneren Organe sichtbar zu machen, entfernt ist. Besagte Platten 1 sind in einem Abstand voneinander parallel zusammenmontiert, wodurch ein solider Rahmen für die ganze Vorrichtung geschaffen ist. Auf der Innensei­ te jeder Platte 1 sind obere Rillen bzw. Nuten 3 und untere Rillen bzw. Nuten 2 für die Führung des Körpers einer Mischungskammer 4 vorgesehen. Die obere Rille 3, gemäß einer der Hauptmerkmale der Erfindung, weist im wesentlichen vier winkelmäßig verschieden gelegene Strecken auf, wodurch, ohne Zuhilfenahme weiterer mechanischer Organe, die notwendige oszillie­ rende Bewegung der Mischungskammer 4 erzielt wird, deren Körper auf der linken Seite eine geneigte Gleitbahn 5 für die Entfernung des Pulversatzes und seitliche, obere Stifte 6 für den Eingriff in den oberen Rillen 3 der Platten 1 aufweist. Obenseitig besitzt der Körper der Mischungskammer 4 eine für den Eingriff in die mit Ventil versehene Mündung 8 eines oberen Warmwasserbehälters 9 bestimmte Düse 7, wodurch im Augenblick des in Fig. 3 gezeigten Arbeitsganges das warme Wasser entnommen werden kann. Mittels geeigneter Leitung erreicht dieses Wasser den Grund der Mischungskammer 4 unterhalb des Auswurfkolbens 10 mit entsprechendem unteren Schaft 11 und Dichtungsring 13, wobei der Schaft 11 aus der Kammer 4 hervorragt und eine Rücklauffeder 12 trägt, deren Auslauf durch eine Anschlagscheibe mit Stift 14 verhindert wird. Mit 15 ist ein fester Anschlag für das freie Ende des Schaftes 11 des Auswurfkolbens 10 bezeichnet. Man bemerkt dazu, daß die Masse und die Lage der beschriebenen Einzelheiten derart gewählt sein müs­ sen, daß im Laufe des in Fig. 4 gezeigten Arbeitsganges der Auswurfkolben 10 in oberer Hublage die obere Fläche des Körpers der Mischungskammer 4 erreicht, wodurch, auch mit Hilfe eines festen Abstreifspachtels 16, die Gewähr für eine vollkommene Beseitigung des verbrauchten Pulversatzes gegeben ist. In bezug auf den Körper der Mischungskammer 4 ist noch zu bemerken, daß derselbe unten mit seitlichen Führungsstiften 17 versehen ist, die dazu bestimmt sind, in den unteren Führungsrillen 2 der Platten 1 einzugreifen.

Außerdem umfaßt die mechanische Vorrichtung eine Kurbel mit Pleuel 18, verbunden mittels Stift 19 mit dem unteren Teil des Körpers der Mischungs­ kammer 4, wobei die Kurbel auf einer Antriebswelle 20 sitzt, die wiederum auf der anderen Seite mit einem nicht dargestellten Elektromotor mit Re­ duziergetriebe verbunden ist.

Obenseitig ist schließlich der bereits erwähnte Warmwasserbehälter 9 vorgesehen, der innere Leitungen besitzt für die Warmwasserlieferung und den Getränkeauslauf, wobei das Getränk über einen unteren zylindri­ schen Teil 21 mit feingelöchertem Boden 22 filtriert wird, ein Teil der auch dazu dient, das frische Pulver vor dem Wasserauslauf zu kom­ primieren.

Mit 23 ist eine übliche Bahn bzw. ein Fülltrichter für das frische Pul­ ver bezeichnet. Die Zuführung wird durch einen geeigneten Fühler kontrol­ liert.

Mit 24 ist dagegen ein Heizelement für die Vorwärmung des Innenraumes der Vorrichtung angezeigt.

Bezüglich der Antriebswelle 20 muß noch erwähnt werden, daß auf dersel­ ben, axial und neben der Außenseite der Platte 1, eine Hubscheibe 25 ei­ ner mechanischen Steuerung für die Öffnung des Durchganges einer Münzein­ wurfeinrichtung 26 montiert ist. Auf dem Umfang der genannten Hubscheibe 25 stützt sich durch ihr Eigengewicht mit ihrem unteren Ende die Trans­ missionsstange 27 ab. Seitlich auf dem Körper der Münzeinwurfeinrichtung 26 ist drehbar ein kleiner Hebel mit umgekippter "T"-Form vorgesehen, von dem ein Flügel 28 mit der Stange 27 in Verbindung steht, während der an­ dere Flügel als Verschlußelement am Münzdurchgang vorgesehen ist, so daß derselbe Durchgang mechanisch und synchron mit der Arbeitsfolge der Vor­ richtung kontrolliert wird, also ohne Verwendung von elektromagnetischen Mitteln oder Betätigungsfedern.

Das Ganze, wie beschrieben und dargestellt, schließt die Möglichkeit ein, in den Einzelheiten Änderungen und Verbesserungen vorzunehmen, ohne deshalb den Rahmen der Erfindung und deren Grundgedanken zu verlassen.

Claims (7)

1. Mechanische Vorrichtung zur Ausführung des Arbeitszyklus eines auto­ matischen Apparates für die Zubereitung von Kaffee oder anderen heißen Getränken

• a) mit beweglicher Mischungskammer ausgestattet, dadurch gekennzeichnet, daß
• b) dieselbe zwischen zwei parallele und distanzierte Seitenplatten (1) montiert ist, auf deren Innenseiten gegenüberstehend Führungsrillen (2, 3) vorgesehen sind, ein unteres (2) und ein oberes Paar (3), wobei letzteres verschiedene Abschnitte aufweist, die zur zweckmäßigen Füh­ rung des Körpers der Mischungskammer (4) während der Hubbewegung win­ kelmäßig verschieden gelegen sind;
• c) die Hubbewegung durch eine auf einer vom Getriebemotor des Automa­ ten angetriebenen Welle (20) sitzenden Kurbel nebst Pleuelstange (18) bewirkt wird, während in der Mischungskammer (4) ein axial beweglicher Auswurfkolben (10) mit unten aus der Mischungskammer (4) selbst heraus­ ragendem Schaft (11) angeordnet ist, der dadurch mit seinem freien Ende auf einem festen und zweckmäßig gelegenen Anschlag (15) zur Auflage kommen kann; und
• d) das Ganze durch eine obere Warmwasserzuführung nebst Stützen für den Ausfluß des zubereiteten Getränkes sowie durch einen Fülltrichter (23) für das frische Kaffee- oder sonstige Getränkepulver vervollstän­ digt wird.

2. Mechanische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper der Mischungskammer (4) an beiden oberen Seiten mit vor­ stehenden Zapfen (6) versehen ist, welche die Aufgabe haben, gleitend in den bereits genannten Führungsrillen (3) der Seitenplatten (1) ein­ zugreifen, während am unteren vorstehenden Teil der Mischungskammer (4) zwei weitere seitlich vorstehende Zapfen (17) vorgesehen sind, die zugleich den Drehpunkt bilden für die Anhängung des oberen Endes der Pleuelstange (18) für die Betätigung des Körpers der Mischungskam­ mer (4).

3. Mechanische Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper der Mischungskammer (4) an der oberen Seite eine geneigte Gleitbahn (5) für die Entfernung des verbrauchten Pulversatzes auf­ weist.

4. Mechanische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine Düse (7) zur Entnahme des warmen Wassers oben am Körper der Mischungskammer (4) angeordnet ist, während in korrespon­ dierender Lage an einem Warmwasserbehälter (9) eine Ausflußmündung (8) mit Ventil vorgesehen ist.

5. Mechanische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Schaft (11) des Auswurfkolbens (10) eine Rücklauffeder (12) montiert ist, die sich mit einem Ende gegen die Außenseite des Bodens des Körpers der Mischungskammer (4) und mit dem anderen Ende gegen Anschlagmittel wie eine Scheibe mit Stift (14) oder dergleichen stützt, wobei seinerseits der gleiche Schaft (11) im Laufe des betreffenden Arbeitsganges sich mit seinem freien Ende gegen einen an der entsprechenden Seitenplatte (1) in geeigneter Lage befestigten Anschlag (15) stützt.

6. Mechanische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in geeigneter Lage, vorzugsweise unter dem sich in Ruhelage befindlichen Körper der Mischungskammer (4), ein Elektroheiz­ element (24) angeordnet ist, welches sich einschaltet, wenn der Auto­ mat nicht in Betrieb ist.

7. Mechanische Vorrichtung zur Ausführung des Arbeitszyklus eines auto­ matischen Apparates für die Zubereitung von Kaffee- oder von anderen Heißgetränken, dadurch gekennzeichnet, daß

• a) dieselbe mit einer mechanischen Synchronsteuerung der Münzeinwurf­ einrichtung (26) ausgestattet ist, bestehend aus
  • a1) einer auf der Achse der eigenen Motorantriebswelle (20) montierten Hubscheibe (25),
  • a2) einer Transmissionsstange (27), die sich mit einem Ende durch Ei­ gengewicht auf den Umfang der genannten Hubscheibe (25) stützt und am anderen Ende mit der Münzeinwurfeinrichtung (26) verbunden ist, sowie
  • a3) einem Hebel mit umgekippter "T"-Form, der drehbar an der Münzein­ wurfeinrichtung (26) befestigt ist, welche dadurch zweckmäßig gesteuert wird, während der "T"-förmige Hebel mittels eines eigenen freien Flü­ gels als Verschlußelement am Münzdurchgang dient.