NL2020838B1 - Inrichting voor het bereiden van een koffieproduct - Google Patents

Abstract

Inrichting voor het bereiden van een koffieproduct 5 Een inrichting voor het bereiden van een koffieproduct omvat een bereidingskamer (135) die bestemd en ingericht is om een hoeveelheid gemalen koffie te ontvangen en in een koffiebed (125) te verzamelen en pompmiddelen (15) om water onder verhoogde druk naar de bereidingskamer te voeren. De bereidingskamer (135) is voorzien van een waterinlaat (136) voor water bij verhoogde temperatuur en druk aan een eerste zij de van 10 het koffiebed (125) alsmede van een uitlaat (137) aan een tegenover gelegen zijde voorbij het koffiebed (125). De uitlaat is via een vloeistofleiding (20) gekoppeld met een uitloop (6) waaraan het koffieproduct kan worden afgenomen. De inrichting is voorzien van een elektronisch besturingssysteem (17) dat telkens ter bereiding van een product een bereidingscyclus oplegt. Daarbij is in de vloeistofleiding (20) tussen de 15 uitlaat (137) van de bereidingskamer (135) en de uitloop (6), waaraan het koffieproduct afneembaar is, een aanpasbare restrictie (30) opgenomen met een doorlaat (35) die door het besturingssysteem (17) proportioneel regelbaar en bestuurbaar is. Fig. 2

Description

Inrichting voor het bereiden van een koftieproduct De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het bereiden van een koffieproduct. omvattende een bereidingskamer die bestemd en ingericht is om een hoeveelheid gemalen koffie te ontvangen en in een koffiebed te verzamelen en voorzien van pompmiddelen om warm water onder verhoogde druk naar de bereidingskamer te voeren, waarbij de bereidingskamer is voorzien van een waterinlaat voor de inlaat van water bij verhoogde temperatuur en druk aan een toevoerzijde van het koffiebed, waarbij de bereidingskamer is voorzien van een uitlaat aan een afvoerzijde voorbij het koffiebed, waarbij de uitlaat via een productleiding is gekoppeld met een uitloop waaraan het koffieproduct kan worden afgenomen, en waarbij de inrichting is voorzien van een elektronisch besturingssysteem dat telkens ter bereiding van een product een bereidingscyclus oplegt.

Is Een dergelijke inrichting wordt op geruime schaal toegepast, bijvoorbeeld voor huishoudelijk gebruik, in een kantooromgeving of in een horeca-gelegenheid. De inrichting kan daarbij eventueel zijn voorzien van een koffiemolen waaraan een bonenreservoir is gekoppeld voor koffiebonen dan wel een houder omvatten voor gemalen koffie. In beide gevallen wordt gedurende de bereidingscyclus gemalen koffie in de bereidingskamer geïntroduceerd en tussen een tweetal kamerbodems tot een koffiebed samengeperst. Daarna wordt heet water onder verhoogde druk door het koffiebed geperst om een extract voor het gewenste koffieproduct te leveren. Aan het einde van de bereidingscyclus wordt de bereidingskamer van de aldus verbruikte koffie bevrijd en de bereidingskamer weer naar zijn begintoestand hersteld.

Al naar gelang de hoeveelheid koffie, de maalgraad en/of de compactheid van het koffiebed na het aandrukken daarvan, zal het product dat aan de uitloop wordt ontvangen in kwaliteit en samenstelling kunnen variëren. Niettemin wordt gewoonlijk beoogd per soort van koffieproduct een constante kwaliteit en samenstelling te leveren, waarbij dergelijke onbedoelde fluctuaties dus onwenselijk zijn. Daarnaast zou het wenselijk zijn om met dezelfde inrichting uiteenlopende koffieproducten te kunnen bereiden.

2- Met de onderhavige uitvinding wordt onder meer beoogd een inrichting voor het bereiden van een kotfieproduct te verschaffen die in één of meer van deze wensen tegemoet komt.

Om het beoogde doel te bereiken, heeft een inrichting voor het bereiden van een koffieproduct van de in de aanhef beschreven soort volgens de uitvinding als kenmerk dat tussen de uitlaat van de bereidingskamer en de uitloop, waaraan het koffieproduct afneembaar is, de productleiding een regelbare ventielinrichting omvat met een aanpasbare restrictie waarvan een kleinste doorlaat door het besturingssysteem proportioneel regelbaar en bestuurbaar is. De uitvinding berust daarbij op het inzicht dat bij het bereiden van een koffieproduct, naast de druk en de temperatuur van het hete water, ook de doorlooptijd een belangrijke parameter is voor de uiteindelijke samenstelling en kwaliteit van het product. Bij een gegeven pomp-instelling worden de druk en doorlooptijd bepaald door de weerstand van het totale zetsysteem. Door toepassing van een aanpasbare restrictie, en dito weerstand, in de afgaande leiding van de bereidingskamer, wordt deze totale weerstand niet langer bepaald door louter de weerstand van het koffiebed. Relatief kleine fluctuaties in bijvoorbeeld de hoeveelheid gedoseerde koffie, een eventuele aandrukkracht van het koffiebed en de maalgraad of kwaliteit van het maalsel, die anders de druk en de doorlooptijd significant zouden beïnvloeden, spelen aldus (relatief) minder een rol van betekenis. Door toepassing van een extra weerstand in het systeem wordt die van het koffiebed immers minder bepalend voor het geheel. De uitvinding draagt daarmee bij aan een stabiele koffiekwaliteit van het eindproduct.

Door middel van een dergelijke ventielinrichting met een aanpasbare restrictie is het bovendien mogelijk de weerstand van het systeem te regelen tijdens het bereiden van het product. Aldus kunnen storende invloeden, zoals de hiervoor beschreven welhaast onvermijdelijke fluctuaties in het koffiebed, worden gecompenseerd. Een voorkeursuitvoeringsvorm van de inrichting heeft in dat verband volgens de uitvinding als kenmerk dat daarin een stromingsopnemer is voorzien om een grootte van een volumestroom van het product te registreren en als elektronische waarde aan het

3. besturingssysteem af te geven, waarbij het besturingssysteem de restrictie regelt in afhankelijkheid van de geregistreerde grootte van de volumestroom.

In plaats van in de toevoerleiding voor vers water, kan een dergelijke opnemer ook rechtstreeks in de afgaande productleiding naar de uitloop worden opgenomen.

Een verdere bijzondere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding heeft dan ook als kenmerk dat de stromingsopnemer tussen de uitlaat en de uitloop in de productleiding is opgenomen.

Op basis van de aldus geregistreerde waarde van het product volumedebiet stuurt het besturingssysteem de aanpasbare restrictie meer of minder open afgestemd op een vooraf in een geheugen van het besturingssysteem opgeslagen controlewaarde voor het betreffende te bereiden product.

Dankzij de regelbare restrictie in het systeem is het besturingssysteem aldus in staat zowel de (tegen)druk als doorlooptijd gedurende de uitgifte van het product te regelen en controleren aan de hand van de waargenomen volumestroom.

Desgewenst is het daarbij mogelijk om al naar gelang een keuze van de gebruiker verschillende profielen toe te staan, bijvoorbeeld zowel koffie onder lage druk voor een zachtere smaak, vergelijkbaar met conventionele filterkoffie, en koffie onder hoge (tegen)druk, ter bereiding van een Italiaanse espresso.

Bij lagere druk zal gewoonlijk een grotere volumestroom plaatsvinden, waardoor bovendien de bereidingstijd aanmerkelijk wordt verkort.

Dit biedt relatief veel koffie in relatief korte tijd.

In een bijzonder praktische uitvoeringsvorm is de inrichting volgens de uitvinding gekenmerkt doordat de ventielinrichting de kleinste doorlaat omvat in een vloeistofkanaal tussen een ventielorgaan en een ventielhuis, waarbij een stromingsweerstand van het vloeistofkanaal door het besturingssysteem regelbaar is door een verstelling van het ventielorgaan ten opzichte van het ventielhuis.

Door een dergelijke verstelling van het ventielorgaan kan aldus de weerstand van het kanaal worden gevarieerd en daarmee de tegendruk die door het kanaal wordt opgeworpen.

Die weerstand is zowel afhankelijk van een lengte als van een doorsnede van het kanaal en kan dan ook via elk van deze grootheden of via beiden instelbaar worden gemaakt door het kanaal meer of minder te knijpen of het kanaal te verlengen c.q. te verkorten.

4- Een bijzondere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding heeft als kenmerk dat het ventielorgaan een conische naald omvat die passend in een doorlaatopening van het ventielhuis wordt ontvangen, welke naald ten opzichte van de doorlaatopening axiaal verplaatsbaar is en daartoe aan een actuator is gekoppeld, die door het besturingssysteem wordt bestuurd, en in een eerste uiterste stand de doorlaatopening althans nagenoeg volledig afsluit en in een tweede uiterste stand de doorlaatopening althans in hoofdzaak vrijlaat. De verplaatsing van de naald wordt hierbij automatisch gestuurd en gecontroleerd door het besturingssysteem dat al naar gelang de actuator in gang stelt. De naald kan daarbij bijvoorbeeld worden uitgestuurd afhankelijk van een waargenomen volumestroom in de inrichting, hetzij voorafgaand aan de bereidingskamer, hetzij daarachter. In een verdere bijzondere uitvoeringsvorm heeft de inrichting volgens de uitvinding daarbij als kenmerk dat de naald axiaal uitgaat van een schroefspindel welke in een althans in hoofdzaak complementaire schroefholte wordt ontvangen, waarbij de schroefspindel is gekoppeld met een uitgaande as van een elektromotor, in het bijzonder een stappenmotor. Door de spindel daarbij meer of minder rotaties te in de schroefholte te geven kan aldus de daaraan gekoppelde naald axiaal meer of minder ver in de doorlaat worden gebracht, waarmee de stromingsweerstand van de restrictie instelbaar is. Een voorkeursuitvoeringsvorm van de inrichting heeft daarbij als kenmerk dat tussen de schroefspindel en de uitgaande motoras een axiaal verstelbaar schachtdeel is voorzien met zich aanpassende lengte. Aldus kan de actuator stationair blijven ongeacht de indringdiepte van de spindel in de schroefholte, hetgeen vanuit constructief oogpunt een belangrijk voordeel is.

In een verdere bijzondere uitvoeringsvorm is de inrichting volgens de uitvinding gekenmerkt doordat het ventielhuis een ventielholte omvat en het ventielorgaan een ventiellichaam dat daarin nauwsluitend wordt ontvangen, dat het vloeistofkanaal tussen een binnenwand van de opneemholte en een buitenwand van het ventiellichaam is gevormd, en dat het ventiellichaam ten opzichte van de opneemholte verstelbaar is. Door een axiale translatie en/of een radiale rotatie van het ventielorgaan in de

5e ventielholte kan hierbij het kanaal meer of minder worden vrijgegeven tussen een inlaat en een uitlaat van de ventielinrichting en aldus de weerstand van het kanaal door het besturingssysteem naar behoefte worden ingesteld.

Een verdere bijzondere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding heeft daarbij als kenmerk dat het vloeistofkanaal zich uitstrekt in ten minste één groef in ten minste één van de binnenwand van ventielholte en de buitenwand van het daarin opgenomen ventiellichaam.

In een eerste verdere bijzondere uitvoeringsvorm is de inrichting volgens de uitvinding gekenmerkt doordat een lengte van het kanaal verstelbaar door een axiale verplaatsing van het ventiellichaam naar althans ten dele buiten de ventielholte.

Aldus kan de lengte van de restrictie doe door het kanaal wordt opgelegd aan de productstroom worden verkort en daarmee de weerstand daarvan verkleind door het ventiellichaam uit de ventielholte te sturen, opdat de weg die de productstroom door het relatief nauwe kanaal moet afleggen kleiner wordt.

Een voorkeursuitvoeringsvorm van de inrichging volgens de uitvinding heeft daarbij als kenmerk dat het ventiellichaam een cilinderlichaam omvat en dat de groef in de buitenwand daarvan helisch verloopt.

Een dergelijke helische groef heeft naar verhouding een grote lengte per strekkende lengte van het ventiellichaam.

Reeds een geringe verstelling van het ventiellichaam naar buiten de ventielholte heeft daardoor een significante invloed op de weerstand van het kanaal.

De ventielinrichting kan daardoor relatief compact worden uitgevoerd.

In een tweede verdere bijzondere uitvoeringsvorm heeft de inrichting volgens de uitvinding als kenmerk dat de groef zich vanaf een uiteinde van het ventiellichaam in axiale richting over althans een deel van een lengte van het ventiellichaam in de buitenwand daarvan uitstrekt en daarbij verjongt.

Meer in het bijzonder is de inrichting volgens de uitvinding daarbij gekenmerkt doordat de groef zowel in een laterale doorsnede als in een dwarsdoorsnede V-vormig is en naar het uiteinde toe verwijdt.

Door hierbij het ventiellichaam naar buiten de ventielholte te sturen, zal niet zozeer het kanaal verkorten, maar belangrijker de kleinste werkzame doorsnede daarvan

-6- vernauwen als gevolg van het verjongende karakter van de groef.

Hierdoor zal de stromingsweerstand van de ventielinrichting belangrijk toenemen.

Een verdere voorkeursuitvoeringsvorm van de inrichting is volgens de uitvinding gekenmerkt doordat binnen de bereidingscyclus de restrictie ten minste kortstondig althans nagenoeg volledig open wordt gestuurd.

Hierbij wordt bijvoorbeeld aansluitend aan iedere bereidingscyclus de restrictie althans nagenoeg volledig geopend, zodat een vrijwel onbelemmerde doorgang wordt verkregen.

In het geval van een regelbare naald betekent dit dat de naald uit de doorlaat wordt bewogen waardoor een relatief grote opening ontstaat.

Het risico voor een verstopping van de eerder relatief nauwe doorlaat als gevolg van daarin achtergebleven koffie residu, kan aldus tot een minimum worden beperkt.

De inrichting volgens de uitvinding staat eveneens toe om meer variatie aan te brengen in de bereidingscyclus van het koffieproduct.

In het bijzonder laat de uitvinding toe om gedurende een bereidingscyclus de systeemdruk en doorlooptijd te variëren om aldus een andere en/of betere koffiekwaliteit te realiseren.

Hiertoe heeft een verdere bijzondere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding als kenmerk dat het besturingssysteem tijdens een bereidingscyclus een aantal vooraf bepaalde standen, elk gedurende een bepaalde tijdspanne, aan de restrictie oplegt.

Bij een koffieproduct wordt aldus niet slechts één pompdruk opgelegd, maar daarentegen een drukprofiel doorlopen met een aantal stappen en bijbehorende stapduren.

Meer in het bijzonder heeft een bijzondere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding als kenmerk dat het besturingssysteem een elektronisch geheugen omvat waarin ten minste een recept is vastgelegd dat door het besturingssysteem opvraagbaar is en dat de standen en een bijbehorende tijdsduur binnen de bereidingscyclus definieert.

Hierbij is het mogelijk om verschillende koffieproducten te definiëren in termen van onder meer bijvoorbeeld uitgiftehoeveelheid, doorlooptijd en pompdruk en als recepten in het besturingssysteem vast te leggen.

De bereiding van een koffieproduct met een dergelijke inrichting wordt daarmee op een hoger niveau getild.

-7- Een verdere bijzondere uitvoeringsvorm van de inrichting heeft daarbij volgens de uitvinding als kenmerk dat het besturingssysteem een gebruikers-interface omvat die een gebruiker in staat stelt een recept uit een aantal recepten te selecteren en aan het besturingssysteem op te dragen.

Deze uitvoeringsvorm biedt de gebruiker een mogelijkheid een koffieproduct naar wens te selecteren en door de inrichting te laten bereiden.

De uitvinding zal navolgend nader worden toegelicht aan de hand van een uitvoeringsvoorbeeld en een bijbehorende tekening.

In de tekening toont: figuur 1 schematisch een opbouw van een uitvoeringsvoorbeeld van een inrichting volgens dde uitvinding, figuur 2 een detailtekening van een uitvoeringsvorm van een regelbare ventielinrichting, zoals toegepast in de inrichting van figuur 1; figuur 3A-B in doorsnede, de ventielinrichting van figuur 2 in uiteenlopende standen; figuur 4 in dwarsdoorsnede een tweede uitvoeringsvorm van een tweede uitvoeringsvorm van een regelbare ventielinrichting, zoals toepasbaar in de inrichting van figuur 1; figuur SA-D de ventielinrichting van figuur 4 in verschillende standen; figuur 6A-C in perspectivisch aanzicht een verdere uitvoeringsvorm van een regelbare ventielinrichting, zoals toepasbaar in de inrichting van figuur 1. in verschillende standen: figuur 6D een doorsnede van de regelbare ventielinrichting van figuur 6A-6Cin opeenvolgende stadia met een toenemende doorgang; en figuur 7 een detailtekening van het ventielorgaan van de ventielinrichting van figuur 6A-6D.

Overigens zij daarbij opgemerkt dat de figuren zuiver schematisch en niet steeds op (eenzelfde) schaal zijn getekend.

Met name kunnen terwille van de duidelijkheid sommige dimensies in meer of mindere mate overdreven zijn weergegeven.

Overeenkomstige delen zijn in de figuren met eenzelfde verwijzingscijfer aangeduid.

-8- Figuur 1 toont in het algemeen een opbouw van een inrichting voor het bereiden van een koffieproduct onder druk uit een koffiemaalsel. Een dergelijke inrichting wordt gewoonlijk ook wel aangeduid als vol-automatische espressomachine. De inrichting omvat een compacte behuizing 10 met een bedieningspaneel 5 voor een gebruiker, waarmee de gebruiker een aantal keuzes kan ingeven en een uitloop 6 boven een kopjesplateau 7 waaraan de gebruiker een gekozen koffieproduct 8 kan afnemen. Dat koffieproduct varieert bijvoorbeeld van relatief sterk, aangeduid als ristretto/espresso, tot relatief verdund, aangeduid als koffie of lungo.

De inrichting omvat in de getoonde uitvoering een vaste wateraansluiting 16 ter verbinding met een waterleidingnet, maar kan in plaats daarvan ook zijn uitgerust met een waterreservoir dat in dat geval periodiek dient te worden bijgevuld. Een elektronische stromingopnemer 25 registreert voortdurend een vloeistofstroom in het systeem en een daarop afgestemde inlaat van vers water. Voorts omvat de inrichting een bonenreservoir 11 dat uitmondt in een mond van een koffiemolen 12 die binnen een behuizing 10 van de inrichting is opgenomen. In plaats van met een enkel bonenreservoir 11 kan de inrichting overigens ook met een aantal bonenreservoirs zijn uitgevoerd. bijvoorbeeld twee. al of niet met elk een afzonderlijke koffiemolen 12 elk met een verschillende koffiesoort of louter ter vergroting van de voorraad in de machine. En in plaats van of naast op ongemalen koffiebonen kan de inrichting ook zijn ingesteld op de verwerking van gemalen koffie in welk geval een koffiemolen in de inrichting achterwege kan worden gelaten. Daarnaast kunnen eventueel in de behuizing één of meer additionele reservoirs zijn voorzien voor het houden van aanverwante oplosbare producten die in het te bereiden product worden gevoegd, zoals bijvoorbeeld suiker, melkpoeder (topping) en/of chocoladepoeder.

De inrichting wordt volledig automatisch bestuurd door een centraal besturingssysteem 17 dat aan de koffiemolen 12 een bepaalde bedrijfsduur oplegt en aldus een koffiedosering bepaalt. Deze dosis gemalen koffie glijdt via een vulopening 133 in een wand van een bereidingseenheid 13 in een cilindrische bereidingskamer 135 die aan weerszijden wordt begrenst door overstaande kamerbodems 131,132. Een eerste van

9. beide kamerbodems 131 is daarbij in de bereidingskamer 135 axiaal gangbaar tot voorbij de vulopening 133 om daarmee het ontvangen koffiepoeder 125 samen te drukken tot een compact koffiebed 139. Tevens is daarin een inlaat 136 voorzien voor heet water dat door middel van een pomp 15 vanuit een boiler 14, of via doorstroomverwarming, onder verhoogde druk naar de bereidingskamer 135 en door het koffiebed 125 wordt geleid.

De overstaande kamerbodem 132 omvat een zeef 138 waarmee wordt tegen gegaan dat koffiepoeder uit de bereidingskamer kan ontwijken.

Verder omvat de overstaande kamerwand 132 een uitlaat 137 die via een afgaande productleiding 20 in verbinding staat met de uitloop 6 aan de buitenzijde van de behuizing 10. Aan de uitloop 6 kan een in de bereidingskamer gextraheerd koffieproduct worden afgenomen, eventueel aangevuld met één of meer van de hiervoor vermelde toeslagstoffen zoals suiker en melk(poeder). Aan het einde van een bereidingscyclus wordt het verbruikte koffiebed 125 uit de bereidingskamer 135 geworpen en herstelt de bereidingseenheid 13 zich weer naar zijn oorspronkelijke begintoestand; gereed voor een opvolgende bereidingscyclus.

Een vloeistofdrukopbouw in het systeem is gedurende een bereidingscyclus afhankelijk van de stromingsweerstand en daarmee van de tegendruk in de inrichting.

Deze wordt in eerste instantie bepaald door de weerstand van het samengedrukte koffiebed 125 en is daarmee afhankelijk van de gedoseerde hoeveelheid koffie, de maalgraad (fijnheid) en de compactheid van het bed (aandrukkracht). Om al of niet bedoelde variaties in één of meer van deze parameters van minder invloed te laten zijn op de uiteindelijke koffiekwaliteit, is in de afgaande leiding 20 van de bereidingskamer een regelbare ventielinrichting 30 opgenomen met daarin een aanpasbare restrictie.

Deze ventielinrichting 30 is in figuur 2 in nader detail en in figuur 3A en 3B in doorsneden weergegeven.

Een doorlaat daarvan is door het besturingssysteem 17 proportioneel regelbaar en bestuurbaar.

Het ventiel 30 wordt gedurende een bereidingscyclus aangestuurd vanuit het centrale besturingssysteem 17 dat ook de overige componenten van het systeem, zoals bijvoorbeeld de koffiemolen 12 en de bereidingseenheid (zetgroep) 13 stuurt.

Daarbij is

-10- ook de elektronische stromingsopnemer 25 aan het besturingssysteem 17 gekoppeld om een actuele grootte van de volumestroom in het systeem te registreren en als waarde aan het besturingssysteem 17 af te geven. In plaats van in de toevoerleiding voor vers water, kan een dergelijke of vergelijkbare opnemer ook rechtstreeks in de afgaande productleiding 20 worden opgenomen. Op basis van de aldus geregistreerde waarde van het product volumedebiet stuurt het besturingssysteem 17 het ventiel 30 meer of minder open afgestemd op een vooraf in een geheugen van het besturingssysteem 17 opgeslagen controlewaarde voor het betreffende te bereiden product.

Het ventiel 30 omvat in dit voorbeeld een naaldklep met een conische naald 31 als ventielorgaan dat passend in een doorlaatopening 35 in het ventielhuis 36 van de klep 30 steekt, maar daarin axiaal verplaatsbaar is om de doorlaatopening 35 meer of minder te knijpen dan wel geheel vrij te geven. In een eerste uiterste stand, zie figuur 3B, steekt de conische naald 31 in de doorlaatopening 35 en is deze aldus nagenoeg volledig afgesloten, terwijl de naald 31 in een tweede uiterste stand, zie figuur 3A, volledig uit de doorlaatopening is teruggetrokken om de opening 35 volledig vrij te geven.

De naald 31 gaat axiaal uit van een schroefspindel 32 die aangrijpt in een overeenkomstige spindelholte 33, zie ook figuur 2. De spindel 32 is op zijn beurt gekoppeld met een actuator in de vorm van een elektronische stappenmotor 38 die eveneens door het besturingssysteem 17 wordt beheerst. In de koppeling 34 tussen de stappenmotor 38 en de spindel 32 is een schachtdeel 341,342 voorzien met een axiaal verstelbare lengte. Hiertoe omvat dit schachtdeel twee onderling telescopische delen 341,342 die door een veer 343 uiteen worden gedreven, maar tegen de veerdruk in een slag naar elkaar toe kunnen maken die toereikend is om de spindel 32 en naald 31 tussen volledig uit de doorlaat 35 van de klep en volledig in de doorlaat 35 te kunnen verplaatsen. Deze uiterste standen zijn in de doorsneden van respectievelijk figuur 3A en 3B in detail weergegeven. Door een proportionele aansturing van de stappenmotor 38 zijn ook alle tussenstanden daartussen instelbaar.

-11- Het besturingssysteem 17 stuurt op basis van de door de opnemer 25 geregistreerde volumestroom de naald 31 meer of minder uit om aldus de systeemweerstand van de inrichting op een gewenste en als zodanig vooraf bepaalde waarde af te stemmen en te handhaven. Eventueel kunnen daarbij verschillende systeemweerstanden gedurende delen van een bereidingscyclus worden aangehouden met het oog op een gewenste koffiekwaliteit en/of koffiespecialiteit. Al gevolg van de door het ventiel 30 opgeworpen weerstand zijn eventuele fluctuaties in een weerstand van het koffiebed 125 naar verhouding minder van invloed op de totale weerstand van het systeem en kunnen deze althans gedeeltelijk door middel van de regelbare restrictie worden gecompenseerd.

19 Aan een einde van een bereidingscyclus stuurt het besturingssysteem 17 de restrictie 30 bij voorkeur kortstondig volledig open om aanslag en verstopping daarin tegen te gaan. Voor een grondige reiniging is de inrichting bovendien voorzien van een spoelleiding waarbij heet water vanuit de boiler als spoelwater door het systeem kan worden geleid onder besturing van het besturingssysteem. De daarvoor toegepaste spoelleidingen en besturingskleppen zijn overigens, evenals een stelsel van besturingskleppen in het zetsysteem, omwille van de duidelijkheid in figuur 1 niet nader ingetekend. maar in werkelijkheid eveneens aanwezig.

De onderhavige uitvinding is geenszins beperkt tot toepassing van de in figuur 2 getoonde ventielinrichting. In figuur 4 is bij wijze van voorbeeld daarom een alternatieve ventielinrichting weergegeven, welke binnen het kader van de uitvinding kan worden toegepast. De ventielinrichting omvat daarbij een samenhangende systeemcomponent met een inlaatkamer 41, een ventielhuis 42 en een uitlaatkamer 43 die naadloos op elkaar aansluiten en onderling door tussenkomst van daartoe voorziene pakkingen vloeistofdicht zijn verbonden. De inlaatkamer 41 omvat een aansluiting 411 voor de productleiding 20 stroomopwaarts van het ventiel, terwijl een overeenkomstige aansluiting 433 aan de uitlaatkamer 43 is voorzien voor een stroomafwaartse aansluiting van de productleiding 20.

-12- In het ventielhuis 42 bevindt zich een centrale boring 421 waarin een ventielorgaan 422 nauwsluitend axiaal gangbaar is. Het ventielorgaan omvat in wezen een cilindrisch ventiellichaam dat in een omtrekswand is voorzien van een groef 423 die rondom een cilinderas van het lichaam spiraliseert. De groef 423 vormt aldus een vloeistofkanaal dat met een spoed en onder een hoek helisch verloopt tussen een binnenwand van de boring 421 en de omtrekswand van het ventiellichaam 422. Door daaraan een kleinere spoed te geven en/of een grotere inclinatie met de cilinderas is dit kanaal langer per strekkende millimeter van het ventiellichaam 422; bij een grotere spoed en/of kleinere inclinatie zal dit kanaal naar verhouding korter zijn per strekkende millimeter van het ventiellichaam

422. Het ventiellichaam 422 gaat uit van een retentienaald 424 die door een boring van de uitlaatkamer 43 steekt en daarin door tussenkomst van een o-ring 425 daarin lekdicht afsluit. De retentienaald 424 is op zijn beurt gekoppeld aan een draadeinde 426 met een gedefinieerde spoed. Het draadeinde wordt in een complementaire schroefboring van de uitlaatkamer 433 ontvangen en aangedreven door een niet nader weergegeven stappenmotor. Een rotatie van de stappenmotor vertaalt zich aldus in een axiale verplaatsing van het ventiellichaam 422 in de ventielholte 421, welke verplaatsing door de spoed van het draadeinde 426 wordt bepaald.

Als gevolg van deze axiale veplaatsing steekt het ventiellichaam 422 verder om minder ver in de ventielholte 421. Dit is in figuur SA-5D voor verschillende standen weergegeven. In een eerste uiterste stand, figuur SA, ligt het ventiellichaam nog geheel buiten de ventielholte 421 en biedt het ventiel hoegenaamd geen weerstand. Het ventiel is nu volledig open. Indien het ventiellichaam 422 evenwel in de ventielholte wordt ontvangen, figuur 5B. wordt de vloeistof door het helische kanaal geforceerd dat tussen de binnenwand van de holte 421 en een buitenwand van het ventiellichaam 422 door de daarin aangebrachte groef 423 wordt gevormd. De stromingsweerstand daarvan is afhankelijk van een werkzame doorsnede, dwars op de vloeistofstroom, van het kanaal in combinatie met een lengte van het kanaal. De laatste wordt bepaald door de mate waarover het ventiellichaam in de ventielholte steekt en is aldus tijdens bedrijf van de

-13- inrichting proportioneel regelbaar. Daartoe wordt de stappenmotor aangestuurd door het besturingssyteem 17. Een variatie van deze weerstand per omwenteling wordt daarbij bepaald door de daardoor veroorzaakte variatie in lengte van het vloeistofkanaal, die op zijn beurt wordt opgelegd door de spoed en inclinatie van de helix volgens welke de groef 423 in de wand van het ventiellichaam verloopt. Deze weerstand is maximaal in de in figuur 5C getoonde toestand waarbij de vloeistof het volledige pad door de groef 423 dient af te leggen; terwijl in figuur 5D het ventiel zelfs volledig is gesloten doordat de groef 423 hierbij tegen de wand van de ventielholte 421 eindigt.

Het besturingssysteem 17 stuurt op basis van de door de opnemer 25 geregistreerde volumestroom het ventieloichaam 422 meer of minder uit om aldus de systeemweerstand van de inrichting op een gewenste en als zodanig vooraf bepaalde waarde af te stemmen en te handhaven. Eventueel kunnen daarbij verschillende systeemweerstanden gedurende delen van een bereidingscyclus worden aangehouden met het oog op een gewenste koffiekwaliteit en/of koffiespecialiteit.

Een derde variant voor de ventielinrichting is in figuur 6a-6C in samenhang met figuur 7 getoond. De ruwe opbouw van de ventielinrichting is vergelijkbaar met die van het tweede uitvoeringsvorm met een inlaatkamer 61, een ventielhuis 62 en een uitlaatkamer 63 waaraan een stroomafwaartse aansluiting 631 voor de productleiding 20 is voorzien. De inlaatkamer heeft een overeenkomstige stroomopwaartse aansluiting buiten het beeld van de tekening.

In een centrale boring 631 van het ventielhuis steekt in dit voorbeeld een naald 632 die daarin nauwsluitend wordt ontvangen, maar daarin axiaal gangbaar is. Aan een uiteinde zijn in een omtrekswand van deze naald 622 één of meer v-vormige groeven 623 aangebracht, zie ook figuur 7. Deze groef of groeven 623 openen aan een vrij uiteinde van de naald 622 in de uitlaatkamer 63 en definieren aldus een vloeistofkanaal dat aan de vloeistof wordt opgelegd.

-14- Op vergelijkbare wijze als in het tweede uitvoeringsvoorbeeld gaat de naald 632 door tussenkomst van een schachtdeel 624 uit van een draadeinde 626 dat aan een stappenmotor is gekoppeld. Een o-ring 625 biedt daarbij een gewenste vloeistofkering in de ventielholte 631. De stappenmotor wordt gestuurd door het besturingssysteem 17 van de inrichting, waardoor de naald 622 meer of minder ver uit de ventielholte 631 wordt bevrijd. Niet alleen een lengte van het kanaal, maar ook een gemiddelde werkzame breedte/doorsnede wordt aldus proportioneel worden geregeld. Zoals in figuur 7 uitvergroot is weergeven, verjongen de V-groef of V-groeven vanaf het vrije, distale uiteinde van de naald 622 naar meer inwaarts, waardoor de werkzame doorsnede van de groef of groeven 623 in die richting geleidelijk smaller/kleiner wordt. Aldus is een proportionele fijnafstemming van de vloeistofweerstand van het ventiel mogelijk, varierend van de in figuur 6A getoonde, voledig gesloten toestand tot de in figuur 6C getoonde, in hoofdzaak geopende toestand. Daartussenin kan het ventiel proportioneel worden geknepen, zoals in de in figuur 6B getoonde, half open situatie.

Hoewel de uitvinding hiervoor aan de hand van louter enkele uitvoeringsvoorbeelden nader werd toegelicht, moge het duidelijk zijn dat de uitvinding daartoe geenszins is beperkt. Integendeel zijn binnen het kader van de uitvinding voor een gemiddelde vakman nog vele variaties en verschijningsvormen mogelijk.

Claims (17)

-15- Conclusies:

1. Inrichting voor het bereiden van een koffieproduct, omvattende een bereidingskamer die bestemd en ingericht is om een hoeveelheid gemalen koffie te ontvangen en in een koffiebed te verzamelen en voorzien van pompmiddelen om warm water onder verhoogde druk naar de bereidingskamer te voeren, waarbij de bereidingskamer is voorzien van een waterinlaat voor de inlaat van water bij verhoogde temperatuur en druk aan een toevoerzijde van het koffiebed, waarbij de bereidingskamer is voorzien van een uitlaat aan een afvoerzijde voorbij het koffiebed, waarbij de uitlaat via een productleiding is gekoppeld met een uitloop waaraan het koffieproduct kan worden afgenomen, en waarbij de inrichting is voorzien van een elektronisch besturingssysteem dat telkens ter bereiding van een product een bereidingscyclus oplegt. met het kenmerk dat tussen de uitlaat van de bereidingskamer en de uitloop, waaraan het koffieproduct afneembaar is, de productleiding een regelbare ventielinrichting omvat met een aanpasbare restrictie waarvan een kleinste doorlaat door het besturingssysteem proportioneel regelbaar en bestuurbaar is.

2. Inrichting volgens conclusie I met het kenmerk dat daarin een stromingsopnemer is voorzien om een grootte van een volumestroom van het product te registreren en als elektronische waarde aan het besturingssysteem af te geven, waarbij het besturingssysteem de restrictie regelt in afhankelijkheid van de geregistreerde grootte van de volumestroom.

3. Inrichting volgens conclusie 2 met het kenmerk dat de stromingsmeter tussen de uitlaat en de uitloop in de productleiding is opgenomen.

4. Inrichting volgens één of meer der voorgaande conclusies met het kenmerk dat de ventielinrichting de kleinste doorlaat omvat in een vloeistofkanaal tussen een ventielorgaan en een ventielhuis, waarbij een stromingsweerstand van het vloeistofkanaal door het besturingssysteem regelbaar is door een verstelling van het ventielorgaan ten opzichte van het ventielhuis.

-16-

5. Inrichting volgens conclusie 4 met het kenmerk dat het ventielorgaande aanpasbare restrictie een conische naald omvat die passend in een doorlaatopening van het ventielhuis wordt ontvangen, welke naald ten opzichte van de doorlaatopening axiaal verplaatsbaar is en daartoe aan een actuator is gekoppeld, die door het besturingssysteem wordt bestuurd, en in een eerste uiterste stand de doorlaatopening althans nagenoeg volledig afsluit en in een tweede uiterste stand de doorlaatopening althans in hoofdzaak vrijlaat.

6. Inrichting volgens conclusie 5 met het kenmerk dat de naald axiaal uitgaat van een schroefspindel welke in een althans in hoofdzaak complementaire schroefholte wordt ontvangen. waarbij de schroefspindel is gekoppeld met een uitgaande as van een elektromotor, in het bijzonder een stappenmotor.

7. Inrichting volgens conclusie 6 met het kenmerk dat tussen de schroefspindel en de uitgaande motoras een axiaal verstelbaar schachtdeel is voorzien met zich aanpassende lengte.

8. Inrichting volgens conclusie 4, met het kenmerk dat het ventielhuis een ventielholte omvat en het ventielorgaan een ventiellichaam dat daarin nauwsluitend wordt ontvangen, dat het vloeistofkanaal tussen een binnenwand van de opneemholte en een buitenwand van het ventiellichaam is gevormd, en dat het ventiellichaam ten opzichte van de opneemholte verstelbaar is.

9. Inrichting volgens conclusie 8 met het kenmerk dat het vloeistofkanaal zich uitstrekt in ten minste één groef in ten minste één van de binnenwand van ventielholte en de buitenwand van het daarin opgenomen ventiellichaam.

10. Inrichting volgens conclusie 9 met het kenmerk dat een lengte van het kanaal verstelbaar door een axiale verplaatsing van het ventieltlichaam naar althans ten dele buiten de ventielholte.

-17-

11. Inrichting volgens conclusie 9 of 10 met het kenmerk dat het ventiellichaam een cilinderlichaam omvat en dat de groef in de buitenwand daarvan helisch verloopt.

12. Inrichting volgens conclusie 9 of 10 met het kenmerk dat de groef zich vanaf een uiteinde van het ventiellichaam in axiale richting over althans een deel van een lengte van het ventiellichaam in de buitenwand daarvan uitstrekt en daarbij verjongt.

13. Inrichting volgens conclusie 12 met het kenmerk dat de groef zowel in een laterale doorsnede als in een dwarsdoorsnede V-vormig is en naar het uiteinde toe verwijdt.

14. Inrichting volgens één of meer der voorgaande conclusies met het kenmerk dat binnen de bereidingscyclus de restrictie ten minste kortstondig althans nagenoeg volledig open wordt gestuurd.

15. Inrichting volgens één of meer der voorgaande conclusies met het kenmerk dat het besturingssysteem tijdens een bereidingscyclus een aantal vooraf bepaalde standen, elk gedurende een bepaalde tijdspanne, aan de restrictie oplegt.

16. Inrichting volgens conclusie 15 met het kenmerk dat het besturingssysteem een elektronisch geheugen omvat waarin ten minste een recept is vastgelegd dat door het besturingssysteem opvraagbaar is en dat de standen en een bijbehorende tijdsduur binnen de bereidingscyclus definieert.

17. Inrichting volgens conclusie 16 met het kenmerk dat het besturingssysteem een gebruikers-interface omvat die een gebruiker in staat stelt een recept uit een aantal recepten te selecteren en aan het besturingssysteem op te dragen.