Ausgussanordnung für eine Getränkezubereitungsmaschine
Die Erfindung betrifft eine Ausgussanordnung für eine Getränkezubereitungsmaschine zur Zubereitung unterschiedlicher Getränke auf der Basis von Kaffee und/oder Milch, wobei Kaffee, Milch und Wasserdampf über getrennte Zuführungsleitungen je einem Ausgusselement zugeführt werden.
Bei herkömmlichen Kaffeemaschinen sind die verschiedenen Ausgusselemente für Kaffee, Milch und Milchschaum in unterschiedlichen Bereichen der Maschine angeordnet, so dass praktisch für jede Zubereitung eines Getränkes auf der Basis einer Kaffee-Milch-Mischung wie z.B. Milchkaffee und Cappuccino jede Tasse nacheinander zu verschiedenen Ausgusselementen verschoben werden muss, was mit einem beträchtlichen Zeitaufwand verbunden ist.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Ausgussanordnung zu schaffen, mit der unterschiedliche Getränke auf der Basis von Kaffee und/oder Milch automatisch an einer vorgegebenen Position ohne Verschiebung der Tasse oder eines anderen Getränkebehälters entnommen werden können.
Zur erfindungsgemässen Lösung der Aufgabe führt, dass die Ausgusselemente auf Tragarmen angeordnet sind, die als Teil eines Halters mit einer zentralen Steuerscheibe radial nach aussen abragen, wobei die freie Stirnfläche der Steuerscheibe der Stirnfläche einer feststehenden Einlaufscheibe anliegt und die Steuerscheibe und die Einlaufscheibe um ihre gemeinsame Scheibenachse gleitend gegeneinander verschiebbar sind, dass die Steuerscheibe und die Einlaufscheibe von Kanälen mit zwei Öffnungen durchsetzt sind, deren erste Öffnungen auf den einander gegenüberstehenden Stirnflächen der Steuerscheibe und der Einlaufscheibe angeordnet sind und deren zweite Öffnungen
ausserhalb der Stirnflächen liegen, wobei die zweite Öffnung jedes Kanals in der Steuerscheibe über eine rohrformige Leitung mit wenigstens je einem Ausgusselement in Verbindung steht und die zweite Öffnung jedes Kanals in der Einlaufscheibe mit je einer der Zuführungsleitungen für Kaffee, Milch und Wasserdampf verbunden ist, und dass die Öffnungen auf der Stirnfläche der Steuerscheibe und der Einlaufscheibe so angeordnet sind, dass für jeden Tragarm in seiner Ausgussstellung die Kanäle in der Einlaufscheibe mit den entsprechenden Kanälen in der Steuerscheibe, die mit den Ausgusselementen des Tragarmes in seiner Ausgussstellung in Verbindung stehen, verbunden sind.
Zweckmässigerweise sind die einzelnen Ausgusselemente am freien Ende jedes Tragarmes in einer blockartigen Ausgusseinheit angeordnet, wobei die freien Enden der Tragarme zu einem querschnittlich U-förmigen Profilteil geformt sein können und die Ausgusseinheiten von diesen U-förmigen Teilen übergriffen und an diesen festgelegt sind.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante der erfindungsgemässen Ausgussanordnung ist der Halter mit den Tragarmen Teil eines lösbar mit einer feststehenden Antriebseinheit verbundenen Drehteiles.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemässen Ausgussanordnung mit einer feststehenden Antriebseinheit und einem abnehmbaren Drehteil umfasst die Antriebseinheit einen programmgesteuerten Schrittmotor und eine mit diesem wirkverbundene Welle, wobei die Welle die an der Antriebseinheit festgelegte Einlaufscheibe durchsetzt und der Drehteil verdrehsicher auf das freie Ende der Welle aufgesetzt ist.
Aufgrund ihrer kompakten Bauweise benötigt die erfindungsgemässe Ausgussanordnung nur einen kleinen Einbauraum und zeichnet sich durch eine hohe Wartungsfreundlichkeit aus.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in
- Fig. 1 eine Schrägsicht auf eine Ausgussanordnung;
- Fig. 2 eine Explosionsansicht der Ausgussanordnung von Fig. 1 ;
- Fig. 3 eine Seitenansicht der nicht in allen Details wiedergegebenen
Ausgussanordnung von Fig. 1 ;
- Fig. 4 eine Teilansicht der Rückseite des Drehteils der Ausgussanord- nung von Fig. 1 senkrecht zur Scheibenachse;
- Fig. 5 einen Schnitt durch eine Steuerscheibe senkrecht zur Scheibenachse;
- Fig. 6 einen Schnitt durch die Steuerscheibe von Fig. 5 in der Scheibenachse; - Fig. 7 einen Schnitt durch eine Einlaufscheibe senkrecht zur Scheibenachse;
- Fig. 8 einen Schnitt durch die Einlaufscheibe von Fig. 7 in der Scheibenachse;
- Fig. 9 ein Detail von Fig. 8.
Eine Anordnung 10 für eine in der Zeichnung aus Gründen der besseren Übersicht nicht wiedergegebenen Getränkezubereitungsmaschine zur Zubereitung unterschiedlicher Getränke auf der Basis von Kaffee und/oder Milch weist ge- mäss Fig. 1 einen Drehteil 12 und eine mit diesem zusammenwirkende, fest- stehende Antriebseinheit 14 auf. Der Drehteil 12 besteht im wesentlichen aus einem sternförmigen Halter 16 mit von dessen Zentrumsbereich radial nach aussen abragenden Tragarmen 18, 20, 22, 24, deren freie Enden 18', 20', 22', 24' U-förmig ausgebildet sind und je eine blockförmige Ausgusseinheit 26, 28, 30, 32 aufnehmen. Der Winkel zwischen zweit benachbarten Tragarmen be- trägt jeweils 72°, entsprechend einer Fünferteilung des 360°-Kreises. Da nur vier von fünf Positionen der Fünferteilung von Tragarmen belegt sind, beträgt
der Winkel zwischen dem ersten Tragarm 18 und dem letzten Tragarm 24 144°. Die in Fig. 1 dargestellte Position des sternförmigen Halters 16 entspricht der Ruheposition, in welcher sich unterhalb des Halters 16 ein maximal grosser Freiraum ergibt.
Der sternförmige Halter 16 ist einstückig aus einem Blechzuschnitt gefertigt, wobei die freien Enden 18', 20', 22', 24' der Tragarme 18, 20, 22, 24 zur Bildung der U-förmigen Aufnahme für die Ausgusseinheiten 26, 28, 30, 32 rechtwinklig umgebogen sind. Die mit den Tragarmen 18, 20, 22, 24 lösbar ver- schraubten Ausgusseinheiten 26, 28, 30, 32 sind mit verschiedenen Ausgusselementen für Kaffee, Milch und Milchschaum bestückt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist die erste Ausgusseinheit 26 eine Milch- oder Milchschaumdüse 34 und zwei Kaffeeausgussrohre 36 auf. An der zweiten Ausgusseinheit 28 sind zwei Milch- oder Milchschaumdüsen 34 und zwei Kaf- feeausgussrohre 36 festgelegt. Die dritte Ausgusseinheit 30 ist gleich bestückt wie die erste Ausgusseinheit 26, d.h. mit einer Milch- oder Milchschaumdüse 34 und zwei Kaffeeausgussrohren 36. Der vierten Ausgusseinheit 32 ist nur ein Kaffeeausgussrohr 36 zugeordnet.
Wie aus Fig..2 ersichtlich, ist die Milch- oder Milchschaumdüse 34 im wesentlichen aus drei Teilen 34a, b, c aufgebaut und funktioniert als Strahlmischer. In Betrieb wird dem mittleren Teil 34b Milch und dem benachbarten Teil 34c heis- ser Wasserdampf zugeführt, so dass sich im ausgussnahen Teil 34a Milchschaum bildet. Ohne Zufuhr von Heissdampf erfolgt nur ein Durchfluss von Milch durch die Düse 34. Die Düsen 34 sind in Bohrungen der entsprechenden Ausgusseinheit eingesetzt. Auch die Kaffeeausgussrohre 36 sitzen in Bohrungen der entsprechenden Ausgusseinheiten, wobei die Kaffeezufuhr über weitere, innerhalb der Ausgusseinheiten angeordnete Kanäle bzw. Bohrungen zu den Kaffeeausgussrohren 36 erfolgt. Die Milch- oder Milchschaumdüsen 34 sowie die Kaffeeausgussrohre 36 sind über Kunststoffschläuche 38 mit einer ebenfalls aus Kunststoff gefertigten, an der Innenseite des sternförmigen Hai-
ters 16 in dessen Zentrumsbereich festgelegten Steuerscheibe 40 aus Kunststoff verbunden. Über querschnittsvermindernde Quetsch- oder Schraubelemente 35 kann der Zufluss von Kaffee und Milch zu den Ausgusselementen 34, 36 fein eingestellt werden.
Wie in Fig. 5 und 6 im Detail gezeigt, führen von der freien Stirnseite 42 der Steuerscheibe 40 zehn in einem Kreis angeordnete und parallel zur Scheibenachse y verlaufende Stirnbohrungen 44 in das Scheibeninnere. Eine gleiche Anzahl Umfangbohrungen 48 verlaufen vom Umfang 46 der Steuerscheibe 40 radial und senkrecht zur Scheibenachse y in das Scheibeninnere, so dass jede Stirnbohrung 44 mit der ihr entsprechenden Umfangbohrung 48 von der Stirnseite 42 der Steuerscheibe 40 zu deren Umfang 46 je einen Kanal 50 bilden. Benachbarte Bohrungen 44, 48 bzw. Kanäle 50 bilden untereinander einen Winkel von 36°, entsprechend einer Zehnerteilung des 360°-Kreises.
Die Antriebseinheit 14 weist eine Halterung 52 auf, an welcher ein Schrittmotor 54 sowie eine Einlaufscheibe 56 fest montiert sind. Eine Welle 58 sitzt gleitend in einer Zentralbohrung 60 der Einlaufscheibe 56 und ist auf der hinteren Seite der Halterung 52 in einem an der Halterung 52 montierten Wellenlager 62 ab- gestützt. Zwischen der Einlaufscheibe 56 und dem Wellenlager 62 ist die Welle 58 mit einem Zahnrad 64 ausgestattet, welches mit einem Zahnriemen 66 mit einem auf der Motorwelle 68 des Schrittmotors 54 aufgesetzten Ritzel 70 verbunden ist.
Im Betrieb ist der Welle 58 das Drehteil 12 aufgesetzt. Die mit dem Drehteil fest verbundene Steuerscheibe 40 weist ebenfalls eine Zentralbohrung 72 auf, die von der Welle 58 durchsetzt ist. Da sich der Drehteil 12 auf der Welle 58 nicht drehen darf, weist das freie Ende 74 der Welle 58 eine von der Kreisform abweichende Querschnittsform 76 auf. Mit ihrem freien Ende 74 durchdringt die Welle 58 den sternförmigen Halter 16, dessen Zentrumsbereich eine der Querschnittsform 76 entsprechende und in der Art eines Mitnehmers wirkende Aus-
nehmung 78 aufweist. Das freie Ende der Welle 58 ist mit einer axialen Gewindebohrung 80 ausgestattet, in die unter Zwischenordnung eines Handrades 82 und einer Spiralfeder 84 eine Fixierschraube 86 eingedreht werden kann. Dadurch kann der Drehteil 12 mit wenigen Handgriffen schnell von der Antriebs- einheit 14 gelöst und an dieser wieder montiert werden. Über die Spiralfeder 84 kann zudem der Anpressdruck der Steuerscheibe 40 an die Einlaufscheibe 56 zuverlässig eingestellt werden.
Die in den Fig. 7 bis 9 im Detail dargestellte Einlaufscheibe 56, deren äussere Dimensionen denjenigen der Steuerscheibe 40 entsprechen, weist wie diese Stirnbohrungen 88 und Umfangbohrungen 90 auf, die in gleicher Weise wie bei der Steuerscheibe 40 von der Stirnfläche 92 zur Umfangfläche 94 verlaufende Kanäle 96 bilden. Die Stirnbohrungen 88 sind auf einem gleich grossen Kreis wie die Stirnbohrungen 44 auf der Steuerscheibe 40 angeordnet. Die insge- samt vier Stirn- und Umfangbohrungen 88, 90 bzw. die vier Kanäle 96 sind auf Positionen einer Zehnerteilung des 360°-Kreises derart angeordnet, dass zwei Kanäle auf zwei benachbarten Positionen liegen und die Positionen der beiden anderen Kanäle durch je zwei unbenutzte Positionen voneinander beabstandet sind. Zu den Umfangbohrungen 90 der Einlaufscheibe 56 führen je eine Zufüh- rungsleitung für Kaffee und Milch sowie zwei Zuführungsleitungen für Wasserdampf. Diese in der Zeichnung nicht dargestellten Zuführungsleitungen werden von der Getränkezubereitungsmaschine programmgesteuert gespiesen.
Für jeden der Tragarme 18, 20, 22, 24 bzw. für jede Ausgusseinheit 26, 28, 30, 32 ergibt sich in der jeweiligen Ausgussposition eine definierte Zuordnung der vier Stirnbohrungen 88 auf der Stirnfläche 92 der Einlaufscheibe 56 zu vier der zehn Stirnbohrungen 44 in der Stirnfläche 42 der Steuerscheibe 40, die über die Kanäle 50 und Kunststoffschläuche 48 mit entsprechenden Anschlüssen an den Milch- oder Milchschaumdüsen 34 und an den Kaffeeausflussrohren 36 der entsprechenden Ausgusseinheiten 26, 28, 30, 32 verbunden sind.
Fig. 4 zeigt die Schlauchverbindungen 38 der Steuerscheibe 40 zu den Milchoder Milchschaumdüsen 34 und den Kaffeeausgussrohren 36 der Ausgusseinheiten 26, 28 30, 32. In der Darstellung gemäss Fig. 4 befindet sich der erste Tragarm 18 in seiner vertikalen Ausgussposition. Strichliniert angegeben ist die Position der Stirnbohrungen 88 in der Stirnfläche 92 der Einlaufscheibe 56. Diese sind mit den entsprechenden Zuführungsleitungen wie folgt verbunden:
K = Kaffee
M = Milch D1 = Heissdampf aus einem ersten Dampferzeuger
D2 = Heissdampf aus einem zweiten Dampferzeuger
In dem in Fig. 4 gezeigten Beispiel werden der Ausgusseinheit 26 Milch, Dampf und Kaffee zugeführt. Entsprechend sind die Schlauchverbindungen zu den weiteren Ausgusseinheiten so angeordnet, dass zur zweiten und dritten Ausgusseinheit ebenfalls Milch, Kaffee und Wasserdampf zugeführt werden können, während die vierte Ausgusseinheit 32 nur von Kaffee gespiesen wird. Selbstverständlich werden die Zuführungsleitungen für Kaffee, Milch und Heissdampf maschinenseitig nur dann bedient, wenn die Zufuhr zur entspre- chenden .Ausgusseinheit in ihrer Ausgussposition auch gewünscht wird. So werden beispielsweise für einen Milchkaffee nur die Zuführungsleitungen für Milch und Kaffee geöffnet, nicht jedoch die Zuführungsleitung für Wasserdampf.
In Fig. 4 sind die einzelnen Stirnbohrungen 44 der Steuerscheibe 40 mit A1 bis A10 gekennzeichnet. Für die jeweilige Ausgussposition jeder der Ausgusseinheiten 26, 28, 30, 32 ergibt sich damit eine eindeutig definierte Zuordnung, nämlich
K-A9 M-A2 D2-Aδ für die erste Ausgusseinheit 26
K-A7 M-A10 D2-A» für die zweite Ausgusseinheit 28
K-A5 M-Aβ D1-Aι für die dritte Ausgusseinheit 30
K-A3 für die vierte Ausgusseinheit 32
Die genaue Positionssteuerung der Tragarme 18, 20, 22, 24 durch den Schrittmotor 54 erfolgt mit Hilfe von entsprechend positionierten Hall-Magneten und zugehörigen Sensoren.
Zur Bildung eines fluiddichten Überganges zwischen den Stirnbohrungen 44 in der Stirnfläche 42 der Steuerscheibe 40 und den Stirnbohrungen 88 in der Stirnfläche 92 der Einlaufscheibe 56 sind um die Stirnbohrungen 88 in der Stirnfläche 72 der Einlaufscheibe 56 kreisförmige hinterschnittene Nuten 98 (Fig. 9) zur Aufnahme von O-Ringdichtungen 100 angeordnet.