DE4203087A1

DE4203087A1 - Verfahren zum bruehen einer kaffeepulverportion und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE4203087A1
Application number: DE19924203087
Authority: DE
Inventors: Christian Dipl Ing Duerig; Peter Benz
Original assignee: Egro AG
Current assignee: Egro AG
Priority date: 1991-03-28
Filing date: 1992-02-04
Publication date: 1992-10-01
Also published as: CH681954A5

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Brühen einer Kaffee pulverportion mit folgenden Verfahrensschritten:

- Kaffeebohnen werden für eine Kaffeepulverportion gemahlen;
- die Kaffeepulverportion wird an einer Einfüllstelle in einen oben und unten offenen, auf einer Platte schwenkbaren Behälter eingefüllt;
- die Kaffeepulverportion gelangt im schwenkbaren Behälter von der Einfüllstelle zur einen Brühstelle;
- die Kaffeepulverportion wird an der Brühstelle zwischen ei nem Brühkopf und einem Brühkolben zu einem Kuchen zusammengepreßt;
- heißes Wasser wird durch die gepreßte Kaffeepulverportion hindurchgedrückt, um die Kaffeepulverportion zu brühen;
- die gebrühte Kaffeepulverportion gelangt im schwenkbaren Behälter von der Brühstelle zu einer Auswurfsstelle.

Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchfüh rung dieses Verfahrens mit einer Brühgruppe für eine Kaffee maschine zum Brühen der Kaffeepulverportion, enthaltend:

- einen oben und unten offenen, auf einer Platte schwenkbaren Behälter, in welchen die Kaffeepulverportion eingefüllt wird;
- einen Brühkopf und einen Brühkolben zum Zusammenpressen der Kaffeepulverportion in einer Brühkammer;
- ein Joch, auf dem der Brühkopf befestigt und auf dem der Brühkolben hydraulisch verschiebbar ist;
- einen Jochbewegungskolben zum Heben und zum Senken des Jochs mit dem Brühkopf und dem Brühkolben.

Es ist eine Kaffeemaschine bekannt (EP -A1- 01 92 797), bei der heißes Wasser durch Kaffeepulverportionen hindurchge drückt wird mit einem schwenkbaren Kaffeezubringer oder Be hälter, einem heb- und senkbaren Oberkolben oder Brühkopf und einem heb- und senkbaren Unterkolben oder Brühkolben. Zum He ben und Senken des Brühkolbens ist eine Antriebsstange als Zahnstange ausgebildet, in die ein Antriebsritzel eingreift, das von einem Elektromotor angetrieben wird.

Diese bekannte Kaffeemaschine hat den Nachteil, daß der Druckverlauf, insbesondere der Druckanstieg beim Zusammen pressen der Kaffeepulverportion nicht steuerbar ist.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaf fung einer Vorrichtung, bei welcher Mittel vorhanden sind, um den Druckanstieg beim Zusammenpressen der Kaffeepulverportion in der gewünschten Weise zu steuern. Dieser Druckanstieg kann grundsätzlich elektrisch, hydraulisch und/oder pneumatisch gesteuert werden. Der Erfindungsgegenstand beschränkt sich jedoch auf eine hydraulische Preßvorrichtung. Zusätzlich soll sich die Dauer der Preßkraft stufenlos vorgewählt wer den können.

Diese Aufgabe wird erstens durch ein Verfahren gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß der Beginn des Druckanstie ges beim Preßvorgang hydraulisch stetig gesteuert wird und der Brühvorgang nach Beendigung des Preßvorgangs, nach Ent lastung und Blockierung des Brühkolbens, gestartet und durch geführt wird.

Die Aufgabe ist zweitens durch eine Vorrichtung gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, daß vor einer Düse ein durch den Brühdruck geschlossenes und durch eine Feder geöffnetes Ventil angeordnet ist, das durch diese Feder in beiden Strömungsrichtungen offen gehalten ist und das durch den Brühdruck zum Senken des Jochs in einer Strömungsrichtung verschließbar ist.

Das Verfahren hat den Vorteil, daß sich der Preßvorgang für die Kaffeepulverportion in der gewünschten optimalen Weise steuern läßt. Die Vorrichtung hat den Vorteil, daß sich durch die Verwendung eines durch eine Feder geöffneten Ven tils der Aufbau der ganzen Vorrichtung konstruktiv sehr einfach gestalten läßt.

In nachfolgenden abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte wei tere Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstands charakteri siert.

Vorzugsweise ist eine Vorrichtung, gemäß Anspruch 3, ausge bildet, wodurch sich je nach Bedarf die Kaffeepulverportion stärker oder schwächer zusammenpressen läßt.

Die Verschiebung des Brühkolbens relativ zum Joch, gemäß An spruch 4, hat den Vorteil, daß vor dem Preßvorgang die Kaf feepulverportion nicht unkontrolliert zusammengepreßt wird.

Vorzugsweise ist, gemäß Anspruch 5, diese Düse als ein sich verzögernd öffnendes Ventil ausgebildet. Dadurch läßt sich das unkontrollierte vorzeitige Zusammenpressen verhindern.

Durch die Ausgestaltung gemäß Anspruch 6, insbesondere durch die Wahl geeigneter Federn, wird erreicht, daß die Düse nur in einer Richtung verzögernd wirkt.

Eine weitere Verbesserung wird erzielt gemäß Anspruch 7, wo durch die Düse oder Drosselbohrung in beiden Richtungen un terschiedlich wirkt.

Vorzugsweise ist die Weiterbildung gemäß Anspruch 8 vorzuse hen, welche ein vorzeitiges Zusammenpressen der Kaffeepulver portion verhindert.

Die Ausgestaltung nach Anspruch 9 hat den Vorteil, daß sich Steuerventile einsparen lassen.

Weitere Steuerventile lassen sich durch die Variante nach An spruch 10 einsparen.

Vorzugsweise ist, gemäß Anspruch 11, der Preßkolben zur Er zeugung des großen Preßdruckes durch eine dritte Drucklei tung beaufschlagbar. Dies hat den Vorteil, daß die Wahl der drei verschieden großen Preßdrücke völlig unabhängig erfol gen kann.

Die Lösung gemäß Anspruch 12 hat den Vorteil, daß sich der Brühvorgang im ortsfesten Zylinder und nicht im schwenkbaren Behälter abspielt, wodurch sich der Brühvorgang besser be herrschen läßt.

Vorzugsweise ist, gemäß Anspruch 13, der Jochbewegungskolben ortsfest und ragt in einen Zylinder hinein, der am Joch befe stigt ist. Diese Lösung hat den Vorteil, daß alle Drucklei tungen gemeinsam zum beweglichen Joch zugeführt werden kön nen.

Die Konstruktion nach Anspruch 14 vereinfacht den Aufbau der verschiedenen, notwendigen Druckleitungen.

Vorzugsweise ist, gemäß Anspruch 15, der Brühkopf starr am Joch befestigt und somit durch das Joch betätigbar ausgestal tet. Dies ergibt eine wesentliche konstruktive Vereinfachung der Vorrichtung.

Die Ausbildung nach Anspruch 16 ist vorteilhaft, weil zum Auswerfen der gebrühten Kaffeepulverportion keine zusätzli chen Steuerungsmittel erforderlich sind.

Vorzugsweise ist, gemäß Anspruch 17, die Dauer der Preßkraft mit Hilfe von Ventilen steuerbar. Diese Variante hat den Vorteil, daß sich die Vorrichtung besser den Bedürf nissen des Benützers anpassen läßt.

Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Brühen einer Kaffeepul verportion sind im folgenden anhand der beigefügten Zeichnung beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Brühgruppe,

Fig. 2 bis 4 eine schematische Darstellung dieser Brühgruppe in drei verschiedenen Stellungen während der Durchfüh rung des Verfahrens,

Fig. 5 einen Ausschnitt aus Fig. 1 in vergrößertem Maßstab,

Fig. 6 einen Ausschnitt aus Fig. 5 in vergrößertem Maßstab gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,

Fig. 7a ein Diagramm der Preßkraft in Funktion der Zeit und

Fig. 7b charakteristische Kaffeepulverportionen in Relation ihrer Preßkräfte, vereinfacht dargestellt.

Gemäß Fig. 1 ist auf einer ortsfesten Scheibe 1 oder Platte 1 ein Drehstern 2 mit zwei oben und unten offenen Behältern 3 und 4 um ein Achse 5 drehbar gelagert. Diese oben und unten offenen Behälter 3 und 4 können drei Stellungen einnehmen, wenn der Drehstern 2 um seine Achse 5 gedreht wird. Diese drei Stellungen sind wie folgt benannt:

a) Die Einfüllstellung 52; in dieser wird eine Portion Kaffeepulver in den Behälter 4 eingefüllt,
b) Brühstellung 51; in dieser wird die eingefüllte Kaffee pulverportion in einer Brühkammer unterhalb des Behäl ters 3 zusammengepreßt und anschließend mit heißem Wasser gebrüht,
c) Auswurfstellung 53; in dieser wird die gebrühte Kaffee pulverportion aus dem Behälter 3 bzw. 4 ausgeworfen.

In Fig. 1 befindet sich der Behälter 3 in der Brühstellung 51 und der Behälter 4 befindet sich in der Einfüllstellung 52. Der Drehstern 2 mit den Behältern 3 und 4 wird in an sich be kannter Weise durch einen Schrittschaltmotor, um jeweils 120° pro Schaltschritt gedreht. Nach drei Schaltschritten hat je der Behälter 3 und 4 alle drei Positionen - Einfüllstellung, Brühstellung und Auswurfstellung - erreicht.

Die Achse 5 ist Teil eines Jochs 6, das zwei Balken 7 und 8 aufweist. Dieses Joch 6 ist in Fig. 1 und Fig. 2 in seiner obersten Stellung dargestellt und befindet sich in Fig. 3 und 4 in seiner untersten Stellung. Der Hub des Joches 6 ist durch einen Doppelpfeil H angedeutet (Fig. 3 und 4).

Um das Joch 6 heben und senken zu können ist am unteren Bal ken 8 ein Zylinder 9 befestigt, in dem sich ein sogenannter Jochkolben 10 befindet. Der Jochkolben 10 ist über eine Kol benstange 11 an der Platte 1 befestigt und ist somit orts fest. Beim Senken des Jochs 6 verschiebt sich somit der Zy linder 9 gegenüber dem Jochkolben 10 aus seiner obersten in seine unterste Stellung, wie ein Vergleich der Fig. 2 mit den Fig. 3 und 4 zeigt. Der Jochkolben 10 unterteilt den Zy linder 9 in zwei Kammern 12 und 13 (vgl. Fig. 1 und 2). Zum Senken des Jochs 6 muß somit aus einer Druckleitung 14 und einer Verbindungsleitung 15 Wasser in die untere Kammer 13 geleitet werden, und zum Heben des Jochs 6 muß aus einer zweiten Druckleitung 16 über eine Bohrung 17 Wasser in die obere Kammer 12 des Zylinders 9 geleitet werden.

Durch Drehen des Drehsternes 2 ist gemäß Fig. 1 eine Kaffee pulverportion 18 im Behälter 3 auf einen sogenannten Brühkol ben 19 geschoben worden. Dieser Brühkolben 19 ist über eine Kolbenstange 20 mit einem Preßkolben 21 verbunden. Der Brüh kolben 19 befindet sich in einem ortsfesten Zylinder 22, der an der Platte oder Scheibe 1 befestigt ist. In der obersten Stellung des Joches 6 befindet sich die Oberfläche des Brüh kolbens 19 genau in derselben Höhe, wie die Oberfläche der Scheibe der Platte 1, damit sich beim Drehen des Drehsternes 2 die Kaffeepulverportion 18 einwandfrei auf den Brühkolben 19 schieben läßt. Zum Pressen der Kaffeepulverportion 18 ist noch ein sogenannter Brühkopf 23 über eine Kolbenstange 24 am oberen Balken 7 des Jochs 6 befestigt. Beim Senken des Jochs 6 wird der Brühkopf 23 durch den oben und unten offenen Be hälter 3 hindurchgeschoben, bis er teilweise in den ortsfe sten Zylinder 22 hineinragt, wie aus Fig. 3 und 4 ersichtlich ist.

Der Brühkolben 19 ist relativ zum Joch 6 verschiebbar. Zum Verschieben des Brühkolbens 19 relativ zum Joch 6 dient der erwähnte Preßkolben 21. Dieser Preßkolben 21 ist verschieb bar in einem zweiten Preßkolben 25 gelagert, der sich sei nerseits in einem Zylinder 26, der wie der bereits erwähnte Zylinder 9 am unteren Balken 8 des Jochs 6 befestigt ist, be findet.

Diese beiden Preßkolben 21 und 25 werden auch als einziger zweiteiliger Preßkolben bezeichnet; sind in Fig. 5 näher dargestellt; hier wird der Zylinder 26 durch den zweiten Preßkolben 25 in zwei Kammern 27 und 28 unterteilt. Durch eine dritte Druckleitung 29 kann zum Heben des zweiten Preßkolbens 25 Wasser in die untere Kammer 28 geleitet wer den. Durch die bereits erwähnte zweite Druckleitung 16 kann Wasser in die obere Kammer 27 geleitet werden, so daß sich bei entleerter Kammer 28 der zweite Preßkolben 25 senken kann. Der erste Preßkolben 21 unterteilt das Innere des zweiten Preßkolbens 25 in zwei weitere Kammern 30 und 31. Der oberen Kammer 31 kann aus der zweiten Druckleitung 16, über die Kammer 27 und eine Verbindungsleitung 32, Wasser zu geleitet werden. Der unteren Kammer 30 kann aus der ersten Druckleitung 14 über ein gesteuertes Ventil 33 Wasser zuge leitet werden. Hinter diesem Ventil 33 - in Strömungsrichtung des zugeleiteten Wassers gesehen - befindet sich noch eine Drosseldüse 34.

Sowohl das Ventil 33 als auch die Drosseldüse 34, insbeson dere gemäß dem zweiten in Fig. 6 dargestellten Aus führungsbeispiel, werden als erfindungswesentlich angesehen und sind daher im folgenden ausführlich beschrieben.

Gemäß Fig. 5 befindet sich dieses Ventil 33 teilweise im Bo den 35 und teilweise in einem Zapfen 36, der am Boden 35 des Zylinders 26 befestigt ist und ins Innere der beiden Preß kolben 21 und 25 hineinragt. Das Ventil 33 weist einen Körper 37 auf, der als Bolzen oder als Kugel, vgl. Fig. 1, ausgebil det ist. Dieser Körper 37 wird durch eine Feder 38 auf einen Sitz 39 gedrückt, wodurch das Ventil 33 in einer Richtung ge schlossen ist. Zum Öffnen des Rückschlagventils 33 dient ein Kolben 40, der durch eine Feder 41 über einen Stift 42 den Körper 37 von seinem Sitz 39 abheben kann, derart, daß das Ventil 33 offen ist. Die Feder 41 ist stärker als die Feder 38, damit im drucklosen Zustand das Ventil 33 offen ist. Durch die erste Druckleitung 14 kann der Kolben 40 entgegen der Kraft der Feder 41 gesenkt werden, wodurch das Ventil 33 geschlossen wird, da jetzt die schwächere Feder 38 in der Lage ist, den Körper 37 auf den Sitz 39 hinunter zu drücken.

Das Wasser aus der ersten Druckleitung 14 gelangt somit durch eine Öffnung 43 im Kolben 40 zwischen dem Sitz 39 und dem Körper 37 vorbei, durch den Körper 37 und die Drosseldüse 34 in die Kammer 30 unterhalb des ersten Preßkolbens 21, wo durch dieser angehoben wird. Dadurch wird der Brühkolben 19, Fig. 1, ebenfalls angehoben und die Kaffeepulverportion 18 wird zwischen Brühkolben 19 und dem Brühkopf 23 zusammengepreßt.

Ein zweites Ausführungsbeispiel der erwähnten Drosseldüse 34 ist in Fig. 6 dargestellt. Gemäß Fig. 6 weist der am Boden 35 des Zylinders 26, vgl. Fig. 5, befestigte Zapfen 36 einen Ansatz 44 auf. Dieser Ansatz 44 besitzt an seinem oberen und unteren Ende je eine düsenartige Bohrung 45 und 46 auf sowie dazwischen eine etwas größere Bohrung 47, in der sich eine Kugel 48 befindet. Diese Kugel 48 hat im wesentlichen densel ben Durchmesser wie die Bohrung 47, so daß in der gezeigten Stellung der Kugel 48 kein Wasser durch die drei Bohrungen 45, 46 und 47 hindurchfließen kann. Die Kugel 48 ist durch eine erste Feder 49 von der einen Seite und durch eine zweite Feder 50 von der anderen Seite belastet. Die beiden Federn 49 und 50 sind gleich ausgebildet und vorgespannt. Solange die Kugel 48 ausschließlich durch die beiden Federn 49 und 50 belastet ist, befindet sich die Kugel 48 nicht in der Mitte der Bohrung 47, sondern wie aus der Fig. 6 ersichtlich ist, etwas tiefer unten. Damit also die Kugel 48 durch den Wasser druck nach oben aus der Bohrung 47 herausgeschoben werden kann, ist ein größerer Druck erforderlich, als wenn die Ku gel 48 durch den Wasserdruck nach unten herausgeschoben wer den soll. Dies bewirkt, daß durch die drei Bohrungen 45, 46 und 47 das Wasser in der einen Richtung leichter hindurch strömen kann als in der anderen Richtung.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel der Brühgruppe gemäß Fig. 1 weist der Drehstern 2 drei Behälter 3 bzw. 4 auf, von denen sich der Behälter 3 in Brühstellung 51 und der Behälter 4 in Einfüllstellung 52 befindet. Ein dritter Behälter 55 befindet sich in der Auswurfstellung 53.

Mit einem Auswerfer 54, vgl. Fig. 1, der am Joch 6 befestigt ist, wird die gebrühte Kaffeepulverportion 18 aus dem dritten Behälter 55 ausgeworfen.

Mit Hilfe von drei Ventilen 14a, 16a und 29a, vgl. Fig. 1, lassen sich die drei Druckleitungen 14, 16 und 29 für eine längere oder kürzere Zeit öffnen, wie dies aus Fig. 7 er sichtlich ist.

Die erreichte Preßkraft P₁, P₂, P₃ bleibt dann gemäß Fig. 7 während längerer oder kürzerer Zeit erhalten.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Brühvorrichtung 100 ist wie folgt:

Eine Kaffeepulverportion 18 wird in den Behälter 4 einge füllt. Der Drehstern 2 mit den Behältern 3 und 4 wird ge dreht, so daß der mit Kaffeepulver 18 gefüllte Behälter 3 bzw. 4 in die Brühstellung 51 gelangt. Durch die Druckleitung 14 und die Zweigleitung 15 fließt Wasser in die Kammer 13, und das Joch 6 bewegt sich aus der in Fig. 1 bzw. 2 gezeigten Stellung abwärts in die in Fig. 3 gezeigte Stellung. Gleich zeitig wird durch das in der ersten Druckleitung 14 fließende Wasser der Kolben 40 des Ventils 33 nach unten gedrückt, so daß die Kugel oder der Körper 37 unter der Kraft der Feder 38 auf den Sitz 39, siehe Fig. 5, gedrückt wird. Das Ventil 33 ist geschlossen. Wasser kann noch aus der Druckleitung 14 über das Ventil 33 und die Drosseldüse 34 in die Kammer 30 unterhalb des Preßkolbens 21 gelangen, aber nicht umgekehrt. Durch die Drosseldüse 34 wird erreicht, daß während der beschriebenen Abwärtsbewegung des Jochs 6 nur we nig Wasser durch diese Drosseldüse 34 in die Kammer 30, vgl. Fig. 5, fließen kann. Der Brühkolben 19 bewegt sich zusammen mit dem Joch 6 abwärts in die Stellung gemäß Fig. 3. Bei der Abwärtsbewegung des Jochs 6 ist der Brühkopf 23 durch den Be hälter 3 hindurchgeschoben worden und ragt teilweise in den Zylinder 22 hinein. Wasser wird weiter durch das Ventil 33 und die Drosseldüse 34 in die Kammer 30 unterhalb des Preßkolbens 21 fließen und der Brühkolben 19 wird sich relativ zum Joch 6 aufwärts bewegen und in die Stellung gemäß Fig. 4 gelangen. Dabei wird die Kaffeepulverportion 18 mit mittlerer Preßkraft P₂ gepreßt. Falls eine große Preßkraft P₃ erwünscht ist, kann gemäß Fig. 4 und 5 Wasser durch die dritte Druckleitung 29 in die Kammer 28 geleitet werden, wodurch auch der zweite Preßkolben 25 nach oben be wegt wird. Da dieser zweite Preßkolben 25 einen wesentlich größeren Durchmesser hat als der erste Preßkolben 21, wird auch die Preßkraft auf den Brühkolben 19 entsprechend größer sein. Falls eine kleine Preßkraft P₁ gewünscht wird, kann Wasser durch die zweite Druckleitung 16 in die Kammern 27 und 31 geleitet werden, wodurch die Preßkraft auf einen kleineren Wert vermindert wird.

Diese drei Preßkräfte P₁, P₂ und P₃ sind in Fig. 7a aufge zeichnet. Je nachdem, wieviel Kaffeepulver in den Behälter 4 an der Einfüllstelle eingefüllt wird, muß die Preßkraft P₁, P₂ und P₃ während längerer oder kürzerer Zeit aufrechterhal ten werden. Es werden beispielsweise vier verschiedene Por tionen unterschieden, vgl. Fig. 7b;

a) eine kleine Kaffeepulverportion 18 für einen leichten Kaffee,
b) eine normale Kaffeepulverportion 18′ für eine einzige Tasse Kaffee,
c) eine doppelte Kaffeepulverportion 18′′ für zwei Tassen Kaffee,
d) eine große Kaffeepulverportion 18′′′ für ein Kännchen Kaffee.

In Fig. 7a ist die Preßkraft P (Newton) in Funktion der Zeit t Sekunden dargestellt. Je größer die Preßkraft, um so dich ter wird die Kaffeepulverportion zusammengepreßt und um so langsamer fließt, durch den erhöhten Strömungswiderstand be dingt, das Wasser hindurch.

Die drei Preßkräfte betragen:

a = kleine Preßkraft 374 N
b = mittlere Preßkraft 724 N
c = große Preßkraft 2140 N.

Die Brühzeiten sind wählbar in 27 Stufen von 3×9 Zehntelse kunden.

Falls Wasser durch die zweite Druckleitung 16 der Kammer 27, vgl. Fig. 5, zugeführt wird, so gelangt auch Wasser über die Verbindungsleitung 32 in die Kammer 12. Wegen der Kolben stange 11 wirkt auf die obere Seite des Jochkolbens 10 eine kleinere Kraft, daher bleibt der Jochkolben 10 in seiner obersten Stellung solange in den Kammern 12 und 13 zu beiden Seiten des Jochkolbens 10 der gleiche Wasserdruck herrscht.

Die Wirkungsweise der in Fig. 6 dargestellten Drosseldüse ist wie folgt. Durch die drei Bohrungen 45, 46 und 47 kann erst Wasser fließen, wenn eine gewisse Druckdifferenz zu beiden Seiten des Drosseldüse erreicht ist, wobei die Druckdifferenz in der einen Richtung größer sein muß als in der anderen Richtung. Präziser wenn gemäß Fig. 5 Wasser aus der ersten Druckleitung 14 über das Ventil 33 und die Drosseldüse 34 in die Kammer 30 fließen soll, ist eine größere Druckdifferenz erforderlich, um die Kugel 48 aus der Bohrung 47 herauszu schieben als umgekehrt.

Bezeichnungsliste

  1 Scheibe oder Platte
  2 Drehstern
  3, 4 Behälter
  5 Achse
  6 Joch
  7, 8 Balken
  9 Zylinder
10 Jochkolben, Jochbewegungskolben
11 Kolbenstange
12, 13 Kammer
14 erste Druckleitung
14a Ventil
15 Verbindungsleitung
16 zweite Druckleitung
16a Ventil
17 Bohrung
18, 18′, 18′′, 18′′′ Kaffeepulverportion
19 Brühkolben
20 Kolbenstange
21 Preßkolben
22 Zylinder, ortsfest
23 Brühkopf
24 Kolbenstange
25 zweiter Preßkolben
26 Zylinder
27, 28 Kammer
29 dritte Druckleitung
29a Ventil
30, 31 Kammer
32 Verbindungsleitung
33 Ventil
34 Drosseldüse
35 Boden
36 Zapfen
37 Körper, Kugel
38 Feder
39 Sitz
40 Kolben
41 Feder
42 Stift
43 Öffnung
44 Ansatz
45, 46 Bohrung
47 größere Bohrung
48 Kugel
49 erste Feder
50 zweite Feder
51 Brühstelle-Brühstellung
52 Einfüllstelle-Einfüllstellung
53 Auswurfstelle-Auswurfstellung
54 Auswerfer
55 dritter Behälter
100 Brühvorrichtung
P₁-P₃ Preßkraft in Newton
H Hub des Joches 6
a kleine Kaffeepulverportion
b normale Kaffeepulverportion
c doppelte Kaffeepulverportion
d große Kaffeepulverportion

Claims

1. Verfahren zum Brühen einer Kaffeepulverportion mit fol genden Verfahrensschritten:

- Kaffeebohnen werden für eine Kaffeepulverportion (18) gemahlen;
- die Kaffeepulverportion (18) wird an einer Einfüll stelle (52) in einen oben und unten offenen, auf einer Platte (1) schwenkbaren Behälter (3, 4) eingefüllt;
- die Kaffeepulverportion (18) gelangt im schwenkbaren Behälter (3, 4) von der Einfüllstelle (52) zur einen Brühstelle (51);
- die Kaffeepulverportion (18) wird an der Brühstelle (51) zwischen einem Brühkopf (23) und einem Brühkolben (19) zu einem Kuchen zusammengepreßt;
- heißes Wasser wird durch die gepreßte Kaffeepulver portion (18) hindurchgedrückt, um die Kaffeepulverpor tion (18) zu brühen;
- die gebrühte Kaffeepulverportion (18) gelangt im schwenkbaren Behälter (3, 4) von der Brühstelle (51) zu einer Auswurfsstelle (53); dadurch gekennzeichnet, daß
- der Beginn des Druckanstieges beim Preßvorgang hydrau lisch stetig gesteuert wird, und
- der Brühvorgang nach Beendigung des Preßvorgangs, nach Entlastung und Blockierung des Brühkolbens (19), ge startet und durchgeführt wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß An spruch 1 mit einer Brühgruppe für eine Kaffeemaschine zum Brühen der Kaffeepulverportion (18), enthaltend:

- einen oben und unten offenen, auf einer Platte (1) schwenkbaren Behälter (3, 4), in welchen die Kaffeepul verportion (18) eingefüllt wird;
- einen Brühkopf (23) und einen Brühkolben (19) zum Zu sammenpressen der Kaffeepulverportion (18) in einer Brühkammer (22);
- ein Joch (6), auf dem der Brühkopf (23) befestigt und auf dem der Brühkolben (19) hydraulisch verschiebbar ist;
- einen Jochbewegungskolben (10) zum Heben und zum Senken des Jochs (6) mit dem Brühkopf und dem Brühkolben; dadurch gekennzeichnet, daß vor einer Düse (34) ein durch den Brühdruck geschlos senes und durch eine Feder (41) geöffnetes Ventil (33) angeordnet ist, das durch diese Feder (41) die Düse (34) in beiden Strömungsrichtungen offen gehalten ist und daß durch den Brühdruck zum Senken des Jochs (6) in einer Strömungsrichtung verschließbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Brühkolben (19) durch einen Preßkolben (21) im Joch (6) hydraulisch verschiebbar ist und daß der Preßkolben sich aus einem großen (25) und einem kleinen Kolben (21) zusammensetzt zur Erzeugung von drei verschieden großen Preßkräften, nämlich:

- kleiner Preßkraft (P₁), wobei der kleine Kolben (21) beidseitig beaufschlagt ist;
- mittlerer Preßkraft (P₂), wobei der kleine Kolben (21) einseitig beaufschlagt ist;
- großer Preßkraft (P₃), wobei der große Kolben (25) einseitig beaufschlagt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der kleine Kolben (21) über die genannte Düse (34) beauf schlagbar ist, um die Verschiebung des Brühkolbens (19) relativ zum Joch (6) und während des Verschiebens des Jochs zu verzögern.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (34) als ein sich verzögernd öffnendes Ventil ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das sich verzögernd öffnende Ventil eine Bohrung (47) aufweist, in welcher sich eine verschiebbar gelagerte Ku gel (48) befindet, die durch zwei Federn (49, 50) bela stet ist und in ihrer Ausgangslage die Bohrung (47) verschließt und daß sich vor und hinter der Kugel (48) eine Düse oder Drosselbohrung (45, 46) befindet.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Kugel (48) in zwei Richtungen aus ihrer Aus gangslage um unterschiedlich große Hübe zum Öffnen des Ventils (34) verschieben läßt, damit sich das Ventil in einer Richtung bei einem größeren Druck als in der ande ren Richtung öffnen läßt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulische Verschiebung des Brühkolbens (19) gegen über dem Joch (6) durch die Düse (34) automatisch steuer bar ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Jochkolben (10) zum Senken des Jochs (6) und der Preßkolben (21) zum Heben des Brühkolbens (19) durch eine gemeinsame Druckleitung (14) beaufschlagbar sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Jochkolben (10) zum Heben des Jochs (6) und der Preßkolben (21, 25) zum Senken des Brühkolbens (19) durch eine zweite gemeinsame Druckleitung (16) beauf schlagbar sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Preßkolben zur Erzeugung des großen Preßdruckes durch eine dritte Druckleitung (29) beaufschlagbar ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der starr am Joch (6) befestigte Brühkopf, der sich in der obersten Stellung des Jochs (6) über dem schwenkbaren Behälter (3, 4) befindet, in der untersten Stellung des Jochs (6) durch den schwenkbaren Behälter (3, 4) hin durch, zumindest teilweise, in einen ortsfesten Zylinder (22) hineinragt.

13. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Jochbewegungskolben (10) ortsfest ist und in einen Zylinder (9) hineinragt, der am Joch (6) befestigt ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Preßkolben (21, 25) sich in einem am Joch (6) befe stigten Zylinder (22) befindet, der mit dem Zylinder (9) für den Jochbewegungskolben (10) starr verbunden ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Brühkopf (23) starr am Joch (6) befestigt und somit durch dieses betätigbar ausgestaltet ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Auswerfer (54) starr am Joch (6) befestigt und somit durch dieses betätigbar ausgestaltet ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer der Preßkraft mittels Ventilen (14a, 16a, 29a) gesteuert ist.