WO2024132254A1 - Hybride getränkezubereitungsvorrichtung mit entnehmbarem getränkesubstrathalter - Google Patents

Hybride getränkezubereitungsvorrichtung mit entnehmbarem getränkesubstrathalter Download PDF

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WO2024132254A1
WO2024132254A1 PCT/EP2023/078386 EP2023078386W WO2024132254A1 WO 2024132254 A1 WO2024132254 A1 WO 2024132254A1 EP 2023078386 W EP2023078386 W EP 2023078386W WO 2024132254 A1 WO2024132254 A1 WO 2024132254A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
brewing
beverage
brewing head
beverage substrate
preparation device
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/078386
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Martin Hoffmann
Alain ROTH
Original Assignee
Eugster / Frismag Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Eugster / Frismag Ag filed Critical Eugster / Frismag Ag
Publication of WO2024132254A1 publication Critical patent/WO2024132254A1/de

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47J—KITCHEN EQUIPMENT; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; APPARATUS FOR MAKING BEVERAGES
    • A47J31/00—Apparatus for making beverages
    • A47J31/24—Coffee-making apparatus in which hot water is passed through the filter under pressure, i.e. in which the coffee grounds are extracted under pressure
    • A47J31/34—Coffee-making apparatus in which hot water is passed through the filter under pressure, i.e. in which the coffee grounds are extracted under pressure with hot water under liquid pressure
    • A47J31/36—Coffee-making apparatus in which hot water is passed through the filter under pressure, i.e. in which the coffee grounds are extracted under pressure with hot water under liquid pressure with mechanical pressure-producing means
    • A47J31/3604—Coffee-making apparatus in which hot water is passed through the filter under pressure, i.e. in which the coffee grounds are extracted under pressure with hot water under liquid pressure with mechanical pressure-producing means with a mechanism arranged to move the brewing chamber between loading, infusing and ejecting stations
    • A47J31/3609—Loose coffee being employed
    • A47J31/3614—Means to perform transfer from a loading position to an infusing position

Definitions

  • the present invention relates to a beverage preparation device, in particular a coffee and/or espresso machine according to the preamble of claim 1.
  • beverage preparation devices in particular coffee and/or espresso machines, are already known from the state of the art. In general, a distinction is made between fundamentally different types of devices.
  • so-called fully automatic machines are known in which all process steps for producing and dispensing a corresponding beverage, in particular a hot beverage, starting with the grinding of a beverage substrate, for example coffee beans, through filling a brewing chamber and brewing the beverage substrate, in particular coffee bean powder, to the ejection or discharge of the leached or brewed substrate or pomace, take place within a device or in a device that is delimited by a common housing.
  • the device can also have a water tank for storing fresh water, collecting or drip trays for storing or keeping residual water and pomace containers for collecting brewed or leached substrate cakes or pomace.
  • a beverage substrate holder or portafilter is designed to be removable and/or insertable into a receptacle.
  • This enables the beverage substrate, in particular the ground coffee beans, to be obtained from an external storage or production unit, for example an external grinder, and filled into the removed beverage substrate holder.
  • an external storage or production unit for example an external grinder
  • the beverage substrate can be pre-compacted in the beverage substrate holder, which in classic portafilter machines can also take place externally to the beverage preparation device, for example by hand or manually.
  • the prepared beverage substrate holder is inserted into the receptacle or connected to the receptacle, for example by means of a bayonet lock or similarly designed connecting means.
  • a brewing fluid can be dispensed via a brewing head when the beverage substrate holder is inserted or attached, which enters a brewing chamber that is usually formed or limited by the brewing head and the inserted or attached beverage substrate holder, in particular the portafilter.
  • the pressurized and/or provided brewing fluid leaches the beverage substrate while flowing through it as evenly as possible or brews the beverage substrate and flows to an outlet of the beverage substrate holder, from which the prepared beverage emerges.
  • the portafilter machines or devices based on the concept of a portafilter machine have the advantage that no or only a minimal amount of beverage substrate or pulp remains on or in the device, so that correspondingly little organic waste is required. nic material is available, which can contribute to unhygienic conditions when exposed to moisture and heat.
  • the device based on the principle of a portafilter machine has the disadvantage that the external supply of the beverage substrate sometimes leads to the discharge of beverage substrate and/or pulp in the area around the beverage preparation device and/or an external grinder, which also requires cleaning.
  • Hybrid device concepts are also already known in the prior art, in which attempts are made to combine a removable beverage substrate holder or portafilter with an integrated beverage substrate feed, for example a feed shaft and/or with integrated grinders for producing the beverage substrate, for example from coffee beans.
  • Such devices are known, for example, from EP 2 811 876 A1.
  • the mechanical pre-compaction of the beverage substrate described in this approach also provides for a mechanically operated and controlled brewing process to be carried out afterwards.
  • this leads to insufficient results for operators who are not very experienced and/or trained. consistently good results in terms of the beverage produced or dispensed.
  • the pre-compression also depends on the user's operation and is therefore only possible in a highly reproducible manner for suitably versed and experienced users.
  • EP 2 811 876 A1 Since the brewing process in particular with its operating parameters and, to a certain extent, the correct pre-compression also depend on the amount of beverage substrate used in order to enable an optimal and reproducible result of the beverage produced, the mechanical solution of EP 2 811 876 A1 only offers the possibility of effective use for very experienced operators, for example in the catering sector.
  • WO 2022 / 033 908 A1 discloses a mechanical brewing group for use in an espresso or coffee machine.
  • the brewing group works with a portafilter and the vertical movement of the brewing piston from an open position to a pressure-tight, closed position is operated by means of a hand lever.
  • EP 0 978 245 A1 shows a coffee brewing device for use in a fully automatic coffee machine.
  • the extensive electronics contain a position switch for determining the position of a cam on a camshaft for controlling a lever mechanism.
  • This lever mechanism affects both the tamping of coffee powder in a brewing chamber, as well as on the pressure build-up in a water-filled cylinder for pressurized water release into the brewing chamber.
  • the object of the present invention is therefore to overcome the described problem based on the prior art, in particular to propose a hybrid beverage preparation device which, for a mechanical actuating unit for adjusting a movable brewing head, enables an improved or optimal result of the beverage produced, in particular also for inexperienced or untrained users.
  • the beverage preparation device in particular a coffee and/or espresso machine with a beverage substrate holder, in particular a portafilter, that can be removed from a receptacle, accordingly provides that a brewing head that can be adjusted in the vertical direction is provided, which is arranged and designed in relation to the receptacle and the beverage substrate holder received therein in such a way that in an upper position - for example a grinding position - of the brewing head, the beverage substrate holder can be removed from and inserted into the receptacle and in a first lower position of the brewing head, a closing and/or sealing of a brewing chamber formed by the brewing head and the beverage substrate holder is achieved, wherein in a second lower position, which is preferably at the same height or below the first lower position, the brewing head is pressed vertically against a beverage substrate in the beverage substrate holder, in particular provided that a minimum amount of beverage substrate is received in the beverage substrate holder, wherein the brewing head is connected in a fluid-
  • the stepless locking of the brewing head via the mechanical adjustment unit has various advantages. On the one hand, this allows a desired and possibly specified pre-compression of the beverage substrate in the second, lower position to be achieved regardless of the amount or volume of the beverage substrate used. This forms the basis for achieving reproducible tamping regardless of the amount or volume of the beverage substrate, thus providing the starting point for a reproducible brewing process.
  • the stepless locking of the brewing head via the adjusting unit also has the advantage that, unlike sealing agents, for example, at the transition between the brewing head and the beverage substrate holder, they are not subject to wear or only to imperceptible wear, so that even after a correspondingly high number of operating processes, the stepless locking can be reliably generated and can also be safely maintained during the subsequent internal pressure within the brewing space or the brewing chamber during the brewing process.
  • the stepless locking of the brewing head via the adjusting unit enables the pre-compression pressure or the contact pressure of the tamper to be maintained continuously or uninterruptedly after the brewing head has been locked, especially until the brewing fluid flows in, and that, in addition, following the locking of the brewing head, head, the introduction of the brewing fluid can be carried out using a correspondingly well-defined brewing profile that can be easily managed via control loops, so that in addition to the better reproducible tamping or pre-compaction of the beverage substrate, the subsequent brewing process can also be carried out with very high precision and reproducibility.
  • the actuating unit has a rod that can be moved together with the brewing head and a locking bushing that is stationary in the vertical direction and encloses the rod, at least in sections, wherein the rod is designed such that in a first lower section of the rod, it is impossible to fix it via the locking bushing and in a second upper section the rod is designed such that an interruption of a vertical downward movement of the rod, in particular relative to the locking bushing, leads to a locking frictional connection between the locking bushing and the rod, which, preferably over the entire second section, causes or at least supports the locking of the brewing head by blocking the movement of the rod relative to the locking bushing.
  • the lower section and the upper section of the rod can advantageously be designed differently due to their external geometry, for example due to their cross-sections or the like, so that the brewing head cannot be locked in the lower section of the rod, for example due to a smaller cross-section.
  • This is particularly advantageous in order to enable the user to cancel or interrupt the adjustment process in a first area or in a first section of the brewing head adjustment, for example from a grinding position to a tamper position or brewing position, without the brewing head automatically being locked.
  • a section of the rod which, with respect to the adjustment path of the brewing head and/or with respect to the arrangement relative to the locking bushing, can be designed or can extend in such a way that the brewing head can only be locked when it has reached the first lower position and the brewing chamber or the brewing space made up of the beverage substrate holder and the brewing head is correspondingly closed and sealed, makes it possible to achieve and maintain a locking position in any position of the brewing head relative to the beverage substrate holder and thus essentially independently of the amount or volume of the beverage substrate filled into the beverage substrate holder, which locking position is of a purely mechanical nature but does not depend on the interaction of the brewing head and the beverage substrate holder, but is achieved independently of these via the adjusting unit, in particular via the interaction of the rod and the locking bushing.
  • a second locking mechanism preferably a toggle lever mechanism
  • a toggle lever mechanism is designed in such a way that the locking of the brewing head is achieved and/or supported via the second locking mechanism in addition to the locking bushing.
  • the second locking mechanism, in particular the toggle lever mechanism is also designed as part of the mechanical, preferably manually operable actuating unit.
  • the toggle lever mechanism as an exemplary or preferred second locking mechanism, is also actuated by an operating or adjusting lever that can be operated by the operator and is designed in such a way that after the brewing head has been locked via the locking of the locking bushing on the movable rod, a dead point of the toggle lever mechanism is overcome, which then prevents an unintentional or undesired release of the locking bushing.
  • the second locking mechanism is first released, if necessary again via a corresponding, in particular reversed, operation of the operating or adjusting lever, before the locking bushing is released from the rod or the corresponding locking is released.
  • a contact surface of the brewing head in particular a wetting or brewing sieve, is designed to be movable in the vertical direction against an elastic or elastically deformable pre-tensioning device, preferably a spring element, relative to the adjusting unit and/or the other brewing head, so that when the adjusting unit and/or the brewing head is adjusted vertically from the point at which a beverage substrate arranged in the beverage substrate holder comes into contact with the contact surface, the further movement of the adjusting unit and/or the other brewing head leads to a reduced movement of the contact surface in the vertical direction and to a corresponding contact force on the beverage substrate, which is limited or reduced in particular by an elastic deformation of the pre-tensioning device.
  • an elastic or elastically deformable pre-tensioning device preferably a spring element
  • the pre-tensioning device is designed such that an essentially constant contact pressure of the contact surface is exerted on the beverage substrate independently or largely independently of the elastic deformation of the pre-tensioning device.
  • a means for example a spring or a spring assembly, is used as the pre-tensioning device, which has a constant or deformation-independent spring constant over a wide range of deformation.
  • the pre-compaction/tamping of the beverage substrate is independent of the filling quantity or filling height of the Beverage substrate holder, in particular sieve holder, is carried out with a constant force or a constant pressure, so that on this basis the brewing process can be made more reproducible if it is ensured that a largely identical or identical pre-compaction of the beverage substrate has taken place during each brewing process.
  • a further advantage of the elastic pre-tensioning device can be that the actuating unit, in particular an operating or adjusting lever operated directly by the operator, is moved to one and the same end position during each brewing process or during the preparation of each brewing process, wherein from the moment the brewing head, in particular the contact surface of the brewing head, comes into contact with the beverage substrate, essentially an elastic deformation of the pre-tensioning device takes place until the adjusting lever of the actuating unit has been moved to the end position, without this causing a noticeable or significant further adjustment of the brewing head in the vertical direction.
  • the advantageous, clear end position of an operating or adjusting lever operated directly by the operator which is essentially independent of the filling level of the beverage substrate holder, can also be achieved by an interruption or decoupling within the power transmission of the adjusting unit.
  • the two end positions are also preferably determined by the geometry of mechanical stops provided for this purpose. These can be incorporated in the respective mechanical component, for example in a toggle lever mechanism or a movement mechanism.
  • a sensor device for determining the position, in particular for determining the vertical position, of the brewing head and/or the contact surface in a locked position of the brewing head provided, wherein the sensor device is designed in operative connection with a control unit of the beverage preparation device, so that operating parameters of the beverage preparation device, in particular parameters of a fluid pump included in the device for conveying brewing fluid, can be specified and/or adjusted by the control unit depending on the determined position.
  • the sensor device can be designed, for example, as an optical sensor in the visible spectral range, preferably as a light barrier.
  • an indirect measurement can also take place, for example via parts of the actuating unit, for example the position of a rod that can be moved vertically together with the brewing head, in order to deduce the position of the brewing head and/or the contact surface.
  • the sensor device is also set up to detect the deformation state of the pre-tensioning device, since the end position or end position of the brewing head and/or the contact surface then depends on both the position of the actuating unit and the position or state of the pre-tensioning device.
  • the actuating unit is always brought into one and the same end position or end position when the brewing head is moved vertically, that the sensor device only detects the deformation state of an elastic pre-tensioning device and uses this to determine the position of the brewing head and/or the contact surface.
  • the operating parameters of the beverage preparation device controlled and influenced by the control unit can in principle be arbitrary.
  • the control of the operating parameters can go so far that operation of the beverage preparation device is completely prevented if the sensor device detects that the brewing chamber or the brewing chamber is not yet closed.
  • Operation or the execution of a brewing process can also be prevented by the control device if the position of the brewing head and/or the contact surface suggests that a minimum amount of beverage substrate is not present in the beverage substrate holder. With such position detection, it can alternatively be provided that the control unit only enables a cleaning and/or rinsing process to be carried out.
  • the operating parameters of a subsequent brewing process can be influenced by the active connection and the resulting control loop with the control unit, depending on the detected state or the detected position of the brewing head.
  • the grinding speed of the grinder can be regulated to the beverage substrate output of the grinder resulting from a bean selection and a set grinding level of the grinder so that the filling of the beverage substrate holder is within the specified minimum or maximum volume and the beverage substrate quantity can be adjusted stepwise or continuously between these limits depending on the desired beverage strength.
  • delivery rates of a fluid pump, the steepness and length of corresponding ramps in the control of a fluid pump as well as the correspondingly parameterized control of heating devices, in particular thermoblocks for tempering brewing fluid can be influenced accordingly.
  • the brewing head is designed in such a way that a mechanical locking of the beverage substrate holder on and/or in the receptacle is achieved when vertically adjusted from a third lower position. This can ensure that an unintentional movement or unintentional removal of the beverage substrate holder is avoided.
  • the designation as a third lower position is not intended to imply a mandatory arrangement or alignment in the vertical direction, in particular with respect to the second lower and/or first lower position.
  • the third lower position is arranged in the vertical direction above the first lower position, so that a mechanical locking of the beverage substrate holder on or in the receptacle already takes place before the brewing space or the brewing chamber is closed.
  • the locking occurs at the same time as the brewing space or the brewing chamber is closed.
  • a contact preferably as part of a microswitch, is provided, with which the position and/or the presence of the beverage substrate holder on or in the receptacle is determined or can be checked.
  • the contact similar to the sensor device already described above, is operatively connected to a control device in such a way that certain functions of the beverage preparation device, in particular the execution of a brewing process and/or the lowering the brewing head via the actuating unit can only be carried out or can only be successfully initiated by the operator if the said contact detects the presence and/or correct positioning of the beverage substrate holder on or in the holder.
  • the contact can preferably be formed on the holder, in particular protruding over a surface of the holder on which the beverage substrate holder comes to rest.
  • the brewing head has an upper part and a lower part, which are mounted so that they can move relative to one another in the vertical direction, with a mechanically actuated valve being designed in the brewing head in such a way that a relative movement of the upper part and lower part away from one another opens the valve and in particular also enables ventilation of the brewing chamber below the first lower position of the brewing head.
  • This can particularly advantageously enable ventilation of the brewing chamber or the brewing space after a brewing process has been carried out.
  • the two-part design of the brewing head and the corresponding implementation of a mechanically actuated valve mean that after the brewing process, during the initial vertical adjustment of the adjustment unit with the aim of adjusting the brewing head vertically upwards, the two parts, in particular the upper part and the lower part of the brewing head, initially move away from each other, whereby the mechanically actuated Valve is opened and a fluid connection is created between the environment and the interior of the brewing space or the brewing chamber, which ensures that no negative pressure is built up in the brewing chamber or in the brewing space during further movement or adjustment of the actuating unit and thus of the brewing head.
  • the two-part design of the brewing head with an upper part and a lower part and the vertically movable mounting of the upper part and the lower part in conjunction with a corresponding mechanically actuated valve can ensure that no air cushion or air cushion forms above the beverage substrate and below the brewing head when the beverage substrate is pre-compressed. This is because as long as the upper part of the brewing head and the lower part of the brewing head are in a state with a larger vertical relative distance from each other, for example realized by a corresponding pre-tension, the mechanically actuated valve can be kept in an open state, which then also enables ventilation of the brewing space or the brewing chamber.
  • the mechanically actuated valve is only closed when, for example, a force is exerted on the brewing head by a corresponding counterpressure on the brewing head from the beverage substrate or the beverage substrate holder, which causes the upper and lower parts of the brewing head to move closer together and thus close the valve.
  • the closed valve position is again advantageous in order to enable and maintain the most airtight design of the brewing space or the brewing chamber during the brewing process.
  • the upper part and the lower part of the brewing head is connected to one another with a radially circumferential profile seal which, when the upper part and lower part move relative to one another in a vertical direction, causes the profile seal to enlarge or bulge radially, as a result of which the profile seal can be pressed against an inner wall of the beverage substrate holder below the first lower position.
  • This design particularly together with the design of the brewing head with an upper part and a lower part which are mounted so as to be movable relative to one another in a vertical direction, not only ensures the advantageous ventilation of the brewing space or the brewing chamber, as already described above.
  • the profile seal can also be provided in a particularly advantageous manner, since it can provide a corresponding restoring force that forces the upper part of the brewing head away from the lower part of the brewing head and can thus ensure that the mechanically actuated valve remains in an open position (normally open) as long as the distance between the upper part of the brewing head and the lower part of the brewing head does not fall below a limit value or the upper part and the lower part approach each other to a certain extent.
  • Fig. 1 a section through parts of a beverage preparation device according to the invention in a grinding or filling position of the actuating unit;
  • Fig. 2 a section through parts of a beverage preparation device according to the invention in an intermediate position of the actuating unit;
  • Fig. 3 a section through parts of a beverage preparation device according to the invention in an end position or brewing position of the actuating unit;
  • Fig. 4 a sectional view to illustrate the locking of the brewing head using a sectionally continuously self-locking or self-locking locking bush;
  • Fig. 5a a detailed view to illustrate the locking of the locking bush
  • Fig. 5b a detailed view to illustrate the interaction of the locking bush with the other actuating unit
  • Fig. 6 a detailed view of a brewing head with an upper part and a lower part.
  • Fig. 1 shows a section through a beverage preparation device 01, wherein for reasons of clarity parts or components of the device drink preparation device 01 are not shown.
  • the section of Fig. 1 shows a drink substrate holder 03 in the form of a portafilter inserted into a receptacle 02.
  • the drink substrate holder 03 comprises an inner wall 04, a base-side portafilter 05, and an outlet 06 formed beneath the portafilter 05 for dispensing or delivering a brewed drink.
  • a feed shaft 07 which serves to provide beverage substrate, in particular ground coffee beans.
  • the feed shaft 07 is arranged and designed such that the beverage substrate can be filled from the feed shaft 07 into the beverage substrate holder 03 inserted into the receptacle 02, preferably only under the influence of weight.
  • the feed shaft 07 forms a transition 10 to a grinder 11 preferably included in the beverage preparation device 01.
  • the beverage preparation device 01 also includes a brewing head 12 which is guided within a housing part 35 so as to be movable in the vertical direction V and which forms a contact surface 36 at the lower end, preferably in the form of a sieve 05.
  • the brewing head 12 is connected to an actuating unit 13, which also includes an operating or adjusting lever 14. Based on the application of force and/or a corresponding movement of the operating or adjusting lever 14, the brewing head 12 is moved up or down in the vertical direction V by a corresponding movement or adjustment of the adjusting unit 13.
  • the brewing head 12 is shown in a first, upper position in which the beverage substrate holder 03 can be removed from the receptacle 02 and inserted into the receptacle 02, for example in order to remove or remove brewed and leached beverage substrate or pulp from the beverage substrate holder 03.
  • the actuating unit 13 driven by the operating or adjusting lever 14 has a rod 15 with a lower section 16 and an upper section 17, wherein the rod 15 is at least partially enclosed by a locking bushing 18.
  • the rod 15 and the locking bushing 18 will be discussed in more detail.
  • the lower section 16 of the rod 15 has a smaller cross-section than the upper section 17 of the rod 15.
  • connection 19 which is preferably connected to a hose and can be used to dispense brewing fluid, in particular brewing water, for brewing beverage substrate via the brewing head 12, in particular the contact surface 36.
  • the line means between the connection 19 and the contact surface 36 are not shown in detail in the sectional illustration in Fig. 1.
  • Fig. 1 shows a further guide rod 20 in addition to the rod 15, which is partially enclosed by the locking bushing 18 and is arranged eccentrically to the brewing head 12.
  • the centrally arranged guide rod 20 cannot be seen in the following sectional views.
  • the rod 15 can either be provided in addition to the eccentric guide rod 20.
  • the functionality of the rods 15 and 20 is integrated in a common rod 15 and thus the number of rods 15 and 20 is reduced by one rod.
  • an inlet opening 21 is formed, which can, for example, form the transition to a storage container arranged above the grinder 11, in particular a coffee bean storage container.
  • the representations in Fig. 2 and 3 illustrate how the actuating unit 13, starting from the position in Fig. 1, is moved from the actuation of the operating or adjusting lever 14 of the actuating unit 13 into a position in which a brewing process of the beverage preparation device 01 is initiated.
  • the part of the locking bushing 18 that encompasses the rod 15 is still located in the lower section 16 of the rod 15. Due to the smaller cross-section of the lower section 16 of the rod 15, the locking bushing 18 cannot yet cause any inhibition or locking of the rod 15 relative to the locking bushing 18 in the position of Fig. 2.
  • the rod 15 would not be blocked relative to the locking bushing 18, which in other words would be means that a return transfer would be possible without the locking effect of the locking bush 18 first having to be overcome or canceled.
  • the operating or adjusting lever 14 has been moved to a lower end position. This position is preferably identical for each brewing process and preferably regardless of the amount of beverage substrate. This has led to a further vertical displacement of the rod 15 relative to the locking bushing 18, so that the locking bushing 18 now encompasses the rod 15 in the upper section 17 of the rod 15 or at least encompasses it in sections, with the upper section 17 having a correspondingly larger cross-section.
  • the locking bushing 18 in the upper section 17 of the rod 15, the locking bushing 18 can be locked relative to the rod 15 in any position and thus continuously, and thus the brewing head 12 can also be locked in a second lower position, continuously and only by the adjusting unit 13.
  • the brewing head 12, in particular the contact surface 36 is prestressed by an elastic prestressing device, which is not shown in detail in Figs. 1 to 3, such that from the time the contact surface 36 comes into contact with the beverage substrate 22, essentially only an elastic deformation of the prestressing device takes place and otherwise no or only a minimal movement of the contact surface 36 takes place relative to the beverage substrate holder 03 and otherwise a contact force that is as constant as possible or essentially constant is exerted on the beverage substrate 22 via the elastic prestressing device.
  • an elastic prestressing device which is not shown in detail in Figs. 1 to 3
  • the position of the contact surface 36 when the end position or end position of the actuating lever 14 is reached can be determined and transmitted to a sensor device (also not shown in detail). shown control unit in order to control or influence the operating parameters of the beverage preparation device 01, in particular for a subsequent brewing process.
  • Fig. 4 shows an enlarged view of the interaction of the rod 15 and the locking bushing 18.
  • the locking bushing 18 is designed and aligned both with regard to the shape of an inner opening and with regard to the alignment and any pre-tension or force application so that the rod 15 can enter the locking bushing 18 when moving from the first, lower section 16 to the second, upper section 17.
  • the upward force unless it is overcompensated by a larger force directed vertically downwards, leads to a holding force of the rod 15 on or in the locking bushing 18, which thus causes the brewing head 12 to be continuously locked purely mechanically and within the actuating unit 13.
  • the corresponding forces are shown in Fig. 4 using arrows.
  • the locking bushing 18 interacts with a holder 23 which aligns the locking bushing 18 and via which the locking of the locking bushing 18 can be released again.
  • a part of the said holder 23 is shown, which is designed to interact with a clamping lever 24.
  • the clamping lever 24 is subjected to a force via a spring 25 against a control link 26, which is guided on a rotatable shaft 27, wherein the control link 26 is limited in its movement by an internal cam 28.
  • the locking position of the locking bush 18 as well as the holder 23 and the clamping lever 24 is shown.
  • a rotation of the control link 26 about the shaft 27 leads to the clamping lever 24 being pivoted against the preload of the spring 25, which in turn leads to the holder 23 rotates/pivots together with the clamping lever 24.
  • the control link 26 can interact with the operating or adjusting lever 14 and the adjusting unit 13 in such a way that when the actuating lever 14 is raised, starting from the lower end position, the link 26 actuates the clamping lever 24 and releases or releases the locking bushing 18 via the holder 23.
  • a toggle lever mechanism which is sketched in Fig. 5b, can also be provided.
  • the toggle lever 29 can also be designed to interact with the actuating unit 13 in such a way that the toggle lever movement is caused and/or controlled by the operating or actuating lever 14.
  • the toggle lever 29 serves as an additional safeguard for locking the brewing head 12 via the purely mechanical, stepless fixing of the rod 15 relative to the locking bushing 18, in that in the position shown beyond the dead center of the toggle lever 29, movement of the link 26 and thus release of the locking bushing 18 via the clamping mist 24 and the holder 23 is prevented.
  • the mechanism When releasing the locking mechanism of the brewing head 12, which is initiated by an upward movement of the operating or adjusting lever 14, the mechanism can be designed in such a way that the dead center of the toggle lever 29 is first overcome, thereby releasing the link 26 and, via a rotation about the cam 28, the link 26 can adjust the tensioning lever 24 against the spring 25.
  • the knee lever mechanism together with the knee lever 29 thus serves as a second locking mechanism in addition to securing the stepless locking of the brewing head 12.
  • the movement of the link 26 about the shaft 27 as well as the movement of the toggle lever 29 can preferably be brought about by corresponding power transmissions, transmission ratios and/or reductions which emanate from a central drive shaft 30, wherein the central drive shaft 30 can be designed to interact directly or indirectly with the operating or adjusting lever 14.
  • Fig. 6 shows an enlarged view of a brewing head 12.
  • the brewing head is located in a beverage substrate holder 03.
  • the brewing head 12 is arranged inside a volume delimited by the inner wall 04.
  • the end section of the central guide rod 20 is also shown.
  • the brewing head 12 comprises a lower part 31 and an upper part 32, which are mounted so as to be movable relative to one another in the vertical direction V and which are connected to one another via the circumferential profile seal 33.
  • a mechanically actuated valve 34 which, when the upper part 32 and the lower part 31 move relatively close together, enables ventilation and venting of the brewing space or the brewing chamber through the contact surface 36, whereas the mechanically controlled valve 34 closes or changes to a closed state when the upper part 32 moves relatively away from the lower part 31.
  • the profile seal 33 can be provided in order to prestress the upper part 32 and the lower part 31 into a state in which they are moved away from one another, so that the valve 34 is designed as a normally open valve (normally open) and only closes when the upper part 32 and the lower part 31 are moved towards one another and at the same time the profile seal 33 bulges radially outwards, which only occurs when a resulting force acts or is present which causes the upper part and the lower part to move closer together. It can be particularly advantageous that when the brewing head 12 is released from the stepless locking via the adjusting unit 13, both the design of the brewing head 12 according to Fig. 6 and the implementation of the locking, as for example with reference to Figs.
  • the beverage substrate 22 is initially compressed again or a corresponding pressure force is exerted on the beverage substrate 22 before the brewing head 12 is moved vertically upwards. This makes it possible to achieve additional pressing out of the pulp or the beverage substrate 22 before it is removed from the beverage preparation device 01 using the beverage substrate holder 03.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Getränkezubereitungsvorrichtung (01), mit einem aus einer Aufnahme (02) entnehmbaren Getränkesubstrathalter (03), wobei die Vorrichtung einen in einer vertikalen Richtung (V) verstellbaren Brühkopf (12) aufweist, der so gegenüber der Aufnahme (02) und dem darin aufgenommenen Getränkesubstrathalter (03) angeordnet und ausgebildet ist, dass in einer oberen Stellung des Brühkopfes (12) der Getränkesubstrathalter (03) aus der und in die Aufnahme (02) entnehmbar und einsetzbar ist und in einer ersten unteren Stellung ein Verschließen und/oder Dichten eines durch den Brühkopf (12) und den Getränkesubstrathalter (03) gebildeten Brühraums erreicht wird, und in einer zweiten unteren Stellung ein vertikales Anpressen an ein Getränkesubstrat (22) in dem Getränkesubstrathalter (03) erfolgt, wobei der verstellbare Brühkopf (12) mit einer mechanischen, insbesondere händisch bedienbaren, Stelleinheit (13) zusammenwirkend ausgebildet ist, um wenigstens in die obere, erste untere und zweite untere Stellung überführt zu werden. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Stelleinheit (13) eine stufenlose Arretierung des Brühkopfes (12) in vertikaler Richtung (V) ausschließlich unterhalb einer ersten unteren Stellung ermöglicht.

Description

Hybride Getränkezubereitungsvorrichtung mit entnehmbarem Getränkesubstrathalter
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Getränkezubereitungsvorrichtung, insbesondere eine Kaffee- und/oder Espressomaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 .
Aus dem Stand der Technik sind bereits verschiedene Getränkezubereitungsvorrichtungen, insbesondere Kaffee- und/oder Espressomaschinen bekannt. Dabei werden in der Regel grundsätzlich unterschiedliche Typen von Vorrichtungen unterschieden.
Einerseits sind sogenannte Vollautomaten bekannt, bei denen beginnend mit dem Mahlen eines Getränkesubstrats, beispielsweise von Kaffeebohnen, über das Befüllen einer Brühkammer, und das Aufbrühen des Getränkesubstrats, insbesondere Kaffeebohnenmehl, bis hin zum Ausstößen oder Auswerfen des ausgelaugten oder aufgebrühten Substrats oder Tresters alle Verfahrensschritte zur Herstellung und Ausgabe eines entsprechenden Getränks, insbesondere Heißgetränks, innerhalb einer Vorrichtung stattfinden oder in einer Vorrichtung stattfinden, die von einem gemeinsamen Gehäuse begrenzt wird. Dazu kann die Vorrichtung auch einen Wassertank zur Bevorratung von Frischwasser, Auffang- oder Tropfschalen zur Bevorratung oder zur Aufbewahrung von Restwasser und Tresterbehälter zum Auffangen von aufgebrühten oder ausgelaugten Substratkuchen oder Trester aufweisen. Bei derartigen Vollautomaten besteht ein größeres Risiko, dass aufgrund der Präsenz von organischem Getränkesubstrat, insbesondere Kaffeebohnenmehl sowie der Anwesenheit von Wasser, Heißwasser, Wasserdampf, Wasserkondensat, Tropfwasser od. dgl. es zu hygienisch problematischen Zuständen im Inneren der Vorrichtung kommt, die insbesondere zu einer Keim- oder Schimmelbildung führen können, wenn die organischen Substanzen, insbesondere das Ge- tränkesubstrat und/oder Tresterrückstände nicht regelmäßig und entsprechend gewissenhaft entfernt werden.
Weiterhin existieren im Stand der Technik bereits verschiedene Ausführungsformen von sogenannten Siebträgermaschinen. Bei diesen wird ein Getränkesubstrathalter oder Siebträger als entnehmbar und/oder in eine Aufnahme einsetzbar ausgebildet. Dies ermöglicht, dass das Getränkesubstrat, insbesondere das Kaffeebohnenmehl von einer externen Be- vorratungs- oder Erzeugungseinheit, beispielsweise einer externen Mühle, bezogen wird und in den entnommenen Getränkesubstrathalter eingefüllt wird. Anschließend kann, insbesondere zur Verbesserung der Qualität des zu erzeugenden, insbesondere aufzubrühenden, Getränks eine Vorverdichtung des Getränkesubstrats in dem Getränkesubstrathalter stattfinden, die bei klassischen Siebträgermaschinen ebenfalls extern zur Getränkezubereitungsvorrichtung, beispielsweise händisch oder manuell stattfinden kann. Nach dieser Vorverdichtung, dem sogenannten Tampen, wird der vorbereitete Getränkesubstrathalter in die Aufnahme eingesetzt oder mit der Aufnahme verbunden, beispielsweise durch einen Bajonettverschluss oder ähnlich ausgestaltete Verbindungsmittel. Zum Aufbrühen des Getränks kann dann im eingesetzten oder befestigten Zustand des Getränkesubstrathalters ein Brühfluid über einen Brühkopf abgegeben werden, welches in eine Brühkammer gelangt, die in der Regel aus dem Brühkopf und dem eingesetzten oder befestigten Getränkesubstrathalter, insbesondere Siebträger, gebildet oder begrenzt wird. Das unter Druck stehende und/oder bereitgestellte Brühfluid laugt das Getränkesubstrat bei dessen möglichst gleichmäßiger Durchströmung aus oder brüht das Getränkesubstrat auf und strömt zu einem Auslass des Getränkesubstrathalters, an dem somit das zubereitete Getränk austritt. Die Siebträgermaschinen oder Vorrichtung nach dem Konzept einer Siebträgermaschine haben den Vorteil, dass kein oder nur in minimalem Umfang Getränkesubtrat oder Trester an oder in der Vorrichtung verbleibt, sodass entsprechend wenig orga- nisches Material zur Verfügung steht, welches unter Einwirkung von Feuchte und Wärme zu unhygienischen Zuständen beitragen kann. Die Vorrichtung nach dem Prinzip einer Siebträgermaschine haben jedoch den Nachteil, dass es durch den externen Bezug des Getränkesubstrats mitunter in der Umgebung der Getränkezubereitungsvorrichtung und/oder eines externen Mahlwerks zu einer Ausbringung von Getränkesubstrat und/oder Trester kommt, die ebenfalls entsprechenden Reinigungsbedarf verursachen.
Im Stand der Technik sind ebenfalls bereits hybride Vorrichtungskonzepte bekannt, bei denen versucht wird einen entnehmbaren Getränkesubstrathalter oder Siebträger mit einer integrierten Getränkesubstratzuführung, beispielsweise einem Zuführschacht und/oder mit integrierten Mahlwerken zur Herstellung des Getränkesubstrats, beispielsweise aus Kaffeebohnen, zu kombinieren. Derartige Vorrichtungen sind beispielsweise aus der EP 2 811 876 A1 bekannt. Bei diesem hybriden Ansatz einer Getränkezubereitungsvorrichtung ist in unterschiedlichen Ausgestaltungen vorgesehen, dass nicht nur das Befüllen eines entnehmbaren Getränkesubstrathalters oder Siebträgers durch eine in die Vorrichtung integrierte Zuführeinrichtung, die gegebenenfalls mit einem Mahlwerk zusammenwirkend ausgebildet ist, erreicht wird, sondern dass auch über hydraulische oder mechanische Lösungen ein Vorverdichten oder Tampen des in den Getränkesubsubstrathalter eingefüllten Getränkesubstrats vor dem Brühen durch einen in vertikaler Richtung verschiebbar gelagerten Brühkopf, der auch als Anpressfläche oder Kontaktfläche mit dem Getränkesubstrat genutzt wird, erreicht wird.
Die in diesem Ansatz beschriebene mechanische Vorverdichtung des Getränkesubstrats sieht auch vor, dass im Anschluss daran ein mechanisch betätigter und gesteuerter Brühvorgang durchgeführt wird. Dies führt jedoch bei nicht sehr routinierten und/oder geschulten Bediener zu nicht gleichbleibend guten Ergebnissen hinsichtlich des erzeugten oder abgegebenen Getränks. Weiterhin ist bei der dort beschriebenen mechanischen Verstellung des Brühkopfes auch die Vorverdichtung von der Bedienung des Benutzers abhängig und dementsprechend nur für entsprechend versierte und erfahrende Benutzer in hochgradig reproduzierbarer Art und Weise möglich. Da besonders der Brühprozess mit seinen Be- triebsparametern und in gewissen Grenzen auch das korrekte Vorverdichten auch von der Menge des verwendeten Getränkesubstrats abhängig ist, um ein optimales und reproduzierbares Ergebnis des erzeugten Getränks zu ermöglichen, bietet die mechanische Lösung der EP 2 811 876 A1 nur für sehr erfahrene Bediener, beispielsweise im Gastronomiebereich, die Möglichkeit eines effektiven Einsatzes.
Die ebenfalls in der EP 2 811 876 B1 beschriebenen hydraulischen oder elektrischen Antriebsmöglichkeiten zur Verstellung des Brühkopfes und/oder zum Tampen des Getränkesubstrats führen zu einer anlagentechnisch ungewünscht hohen Komplexität der Getränkezubereitungsvorrichtung und damit zu fehleranfälligen und gegebenenfalls wartungs- und pflegebedürftigen Bauteilen und Baugruppen.
Die WO 2022 / 033 908 A1 offenbart eine mechanische Brühgruppe für den Einsatz in einer Espresso- oder Kaffeemaschine. Die Brühgruppe arbeitet mit einem Siebträger und die vertikale Bewegung des Brühkolbens von einer offenen Stellung in eine druckdichte, geschlossene Stellung wird mittels eines Handhebels bedient.
Die EP 0 978 245 A1 zeigt eine Kaffeebrühvorrichtung zum Einsatz in einer vollautomatischen Kaffeemaschine. Die umfangreiche Elektrik enthält einen Positionsschalter zur Positionsbestimmung eines Nockens auf einer Nockenwelle zur Steuerung eines Hebelmechanismus. Dieser Hebelmechanismus wirkt sowohl auf das Tampen von Kaffeepulver in einer Brüh- kammer, als auch auf den Druckaufbau in einem wassergefüllten Zylinder zur druckbeaufschlagten Wasserabgabe in die Brühkammer.
Die DE 20 2014 002 225 U1 zeigt eine Siebträgerkaffeemaschine, bei der die vorhandenen Elemente zur Arretierung des Siebträgers, also am Umfang befindliche Nasen oder Vorsprünge, mittels geeigneter Senso- ren/Schalter für eine Anwesenheitserkennung und auch für eine Typerkennung genutzt werden. Das dient dazu eine Kolbenbewegung oder Wasserabgabe zu verhindern, wenn kein Siebträger eingesetzt ist und um die Brühparameter entsprechend des eingesetzten Siebträgers zu wählen.
Die DE 10 2009 001 198 A1 zeigt eine Kaffeemaschine für Kaffeepads, wobei ein Bypass vorgesehen ist, mittels dem nach dem Kaffeebezug noch vorhandener Druck in der Brühkammer abgebaut wird. Dieser Bypass wird mittels eines Ventils geöffnet, wobei das Ventil mechanisch gesteuert werden kann. Dabei ist das Ventil so an die Öffnungsbewegung der Brühkammer gekoppelt, dass bei der manuellen Bedienung zur Öffnung zuerst das Bypass-Ventil und dann die Brühkammer geöffnet wird.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb ausgehend vom Stand der Technik die beschriebenen Problem zu überwinden, insbesondere eine hybride Getränkezubereitungsvorrichtung vorzuschlagen, die für eine mechanische Stelleinheit zum Verstellen eines beweglichen Brühkopfes ein verbessertes oder optimales Ergebnis des erzeugten Getränks, insbesondere auch für unerfahrene oder ungeschulte Benutzer, ermöglicht.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird mit einer Getränkezubereitungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung, der Figurenbeschreibung sowie der Figuren. Grundsätzlich sollen alle vorrichtungsmäßig offenbarten Merkmale und Eigenschaften auch als entsprechend verfahrensmäßig offenbart und beanspruchbar gelten, sowie umgekehrt.
Die erfindungsgemäße Getränkezubereitungsvorrichtung, insbesondere Kaffee- und/oder Espressomaschine mit einem aus einer Aufnahme entnehmbaren Getränkesubstrathalter, insbesondere Siebträger, sieht dementsprechend vor, dass ein in vertikaler Richtung verstellbarer Brühkopf vorgesehen ist, der so gegenüber der Aufnahme und der darin aufgenommenen Getränkesubstrathalterung angeordnet und ausgebildet ist, dass in einer oberen Stellung - beispielsweise einer Mahlstellung - des Brühkopfes der Getränkesubstrathalter aus der und in die Aufnahme entnehmbar und einsetzbar ist und in einer ersten unteren Stellung des Brühkopfes ein Verschließen und/oder Dichten eines durch den Brühkopf und den Getränkesubstrathalter gebildeten Brühraums erreicht wird, wobei in einer zweiten unteren Stellung, die bevorzugt auf der gleichen Höhe oder unterhalb der ersten unteren Stellung befindlich ist, ein vertikales Anpressen des Brühkopfes an ein Getränkesubstrat in der Getränkesubstrathalterung erfolgt, insbesondere vorausgesetzt, dass ein Mindestmaß an Getränkesubstrat in der Getränkesubstrathalterung aufgenommen ist, wobei der Brühkopf fluidleitend mit einer Brühwasserzufuhr verbunden ist, um Brühfluid abzugeben und/oder in die Brühkammer einzutragen, und wobei die Getränkezubereitungsvorrichtung zudem einen Zuführschacht zur Bereitstellung von Getränkesubstrat aufweist, der ein- ends so angeordnet und ausgebildet ist, dass das Getränkesubstrat, bevorzugt lediglich unter der Einwirkung der Gewichtskraft, aus dem Zuführschacht in die in die Aufnahme eingesetzte Getränkesubstrathalterung eingefüllt werden kann und bevorzugt andernends einen Übergang zu einem von der Getränkezubereitungsvorrichtung umfassten Mahlwerk ausbildet, wobei der verstellbare Brühkopf mit einer mechanischen, bevorzugt rein mechanischen, insbesondere händisch bedienbaren, Stelleinheit zu- sammenwirkend ausgebildet ist, um den Brühkopf wenigstens in die obere, erste untere und zweite untere Stellung zu überführen. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass die Stelleinheit eine stufenlose Arretierung des Brühkopfes in vertikaler Richtung ausschließlich unterhalb einer ersten unteren Stellung ermöglicht.
Die stufenlose Arretierung des Brühkopfes über die mechanische Stelleinheit hat dabei unterschiedliche Vorteile. Einerseits kann dadurch unabhängig von der Menge oder dem Volumen des verwendeten Getränkesubstrats eine gewünschte und gegebenenfalls vorgegebene Vorverdichtung des Getränkesubstrats in der zweiten, unteren Stellung erreicht werden. Dies stellt die Grundlage dar, um unabhängig von der Menge o- der dem Volumen des Getränkesubstrats ein reproduzierbares Tampen zu erreichen, um damit die Ausgangssituation für einen reproduzierbaren Brühprozess bereitzustellen.
Die stufenlose Arretierung des Brühkopfes über die Stelleinheit hat zudem den Vorteil, dass diese, anders als beispielsweise Dichtmittel, am Übergang zwischen dem Brühkopf und dem Getränkesubstrathalter, keiner Abnutzung oder nur einer unmerkbaren Abnutzung unterliegen, sodass auch nach einer entsprechend hohen Anzahl von Bedienungsvorgängen die stufenlose Arretierung sicher erzeugt werden kann und auch während des anschließend anliegenden Innendrucks innerhalb des Brühraums oder der Brühkammer während des Brühprozesses sicher aufrechterhalten werden kann.
Ferner ermöglicht die stufenlose Arretierung des Brühkopfes über die Stelleinheit, dass nach der entsprechenden Arretierung des Brühkopfes, besonders bis zum Einströmen des Brühfluids der Vorverdichtungsdruck o- der Anpressdruck des Tampens stetig oder ununterbrochen aufrechterhalten bleibt und dass zusätzlich im Anschluss an die Arretierung des Brüh- kopfes das Einführen des Brühfluids unter Verwendung eines entsprechend wohldefinierten und über Regelkreise entsprechend gut handhabbarem Brühprofil erfolgten kann, sodass neben dem besser reproduzierbaren Tampen oder Vorverdichten des Getränkesubstrats auch der anschließende Brühprozess mit sehr hoher Präzession und Reproduzierbarkeit durchgeführt werden kann.
Gemäß einer ersten vorteilhaften Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Stelleinheit eine zusammen mit dem Brühkopf bewegliche Stange und eine in vertikaler Richtung ortsfeste, die Stange, wenigstens abschnittsweise, umschließende Sperrbuchse aufweist, wobei die Stange so ausgebildet ist, dass in einem ersten unteren Abschnitt der Stange eine Festlegung über die Sperrbuchse unmöglich ist und in einem zweiten oberen Abschnitt die Stange so ausgebildet ist, dass eine Unterbrechung einer vertikalen Abwärtsbewegung der Stange, insbesondere gegenüber der Sperrbuchse, zu einem sperrenden Kraftschluss zwischen der Sperrbuchse und der Stange führt, der, bevorzugt über den gesamten zweiten Abschnitt die Arretierung des Brühkopfes durch eine Sperrung der Bewegung der Stange gegenüber der Sperrbuchse bewirkt oder zumindest unterstützt.
Der untere Abschnitt und der obere Abschnitt der Stange können vorteilhaft durch ihre Außengeometrie, beispielsweise durch ihre Querschnitte od. dgl. so unterschiedlich ausgebildet sein, so dass es in dem unteren Abschnitt der Stange, beispielsweise durch einen geringeren Querschnitt, nicht zu einer Arretierung des Brühkopfes kommen kann. Dies ist insbesondere vorteilhaft, um dem Benutzer zu ermöglichen in einem ersten Bereich oder in einem ersten Abschnitt der Verstellung des Brühkopfes, beispielsweise aus einer Mahlstellung in eine Tamperstellung oder Brühstellung den Verstellvorgang abzubrechen oder zu unterbrechen, ohne dass es automatisch zu einer Arretierung des Brühkopfes kommt. Der obere Abschnitt der Stange hingegen, der bezüglich des Verstellweges des Brühkopfes und/oder bezüglich der Anordnung gegenüber der Sperrbuchse so ausgebildet sein kann oder sich derart erstrecken kann, dass eine Arretierung des Brühkopfes erst ermöglicht wird, wenn dieser die erste untere Stellung erreicht hat und die Brühkammer oder der Brühraum aus Getränkesubstrathalter und Brühkopf entsprechend geschlossen und abgedichtet ist, ermöglicht es, dass in stufenlos jeder Stellung oder jeder Position des Brühkopfes gegenüber dem Getränkesubstrathalter und damit im Wesentlichen unabhängig von der Menge oder dem Volumen des im Getränkesubstrathalters eingefüllten Getränkesubstrats eine Arretierung erreicht und aufrechterhalten werden kann, die zwar rein mechanischer Natur ist die aber gerade nicht vom Zusammenwirken von Brühkopf und Getränkesubstrathalter abhängt, sondern unabhängig von diesen über die Stelleinheit, insbesondere über das Zusammenwirken der Stange und der Sperrbuchse erreicht wird.
Gemäß einer weiteren, besonders vorteilhaften Ausführungsform kann es vorgesehen sein, dass ein zweiter Sperrmechanismus, bevorzugt ein Kniehebelmechanismus, derart ausgebildet ist, dass über den zweiten Sperrmechanismus zusätzlich zur Sperrbuchse die Arretierung des Brühkopfes erreicht und/oder unterstützt wird. Besonders bevorzugt kann vorgesehen sein, dass der zweite Sperrmechanismus, insbesondere der Kniehebelmechanismus ebenfalls als Teil der mechanischen, bevorzugt händisch bedienbaren Stelleinheit ausgebildet ist. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass der Kniehebelmechanismus als beispielhafter oder bevorzugter zweiter Sperrmechanismus ebenfalls von einem vom Bediener bedienbaren Bedien- oder Stellhebel betätigt wird und so ausgebildet ist, dass nach dem Erreichen einer Arretierung des Brühkopfes über die Arretierung der Sperrbuchse an der beweglichen Stange ein Totpunkt des Kniehebelmechanismus überwunden wird, der dann ein ungewolltes oder unerwünschtes Lösen der Sperrbuchse verhindert. Besonders bevorzugt kann weiterhin vorgesehen sein, dass auch beim Lösen der Arretierung des Brühkopfes zunächst der zweite Sperrmechanismus, gegebenenfalls abermals über eine entsprechende, insbesondere umgekehrt gerichtete Bedienung des Bedien- oder Stellhebels, aufgehoben wird, bevor die Sperrbuchse von der Stange gelöst oder die entsprechende Arretierung aufgehoben wird.
In einer weiteren, besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Getränkezubereitungsvorrichtung kann vorgesehen sein, dass eine Kontaktfläche des Brühkopfes, insbesondere ein Benetzungs- oder Brühsieb, in vertikaler Richtung entgegen einer elastischen oder elastisch verformbaren Vorspanneinrichtung, bevorzugt einem Federelement, gegenüber der Stelleinheit und/oder dem sonstigen Brühkopf bewegbar ausgebildet ist, sodass bei einer vertikalen Verstellung des der Stelleinheit und/oder des Brühkopfs ab der Kontaktierung eines im Getränkesubstrathalter angeordneten Getränkesubstrats mit der Kontaktfläche die weitere Bewegung der Stelleinheit und/oder des sonstigen Brühkopfs zu einer verminderten Bewegung der Kontaktfläche in vertikaler Richtung und zu einer entsprechenden Anpresskraft auf das Getränkesubstrat führt, die insbesondere durch eine elastische Verformung der Vorspanneinrichtung begrenzt oder vermindert wird. Besonders bevorzugt kann in diesem Zusammenhang vorgesehen sein, dass die Vorspanneinrichtung so ausgebildet ist, dass unabhängig oder weitestgehend unabhängig von der elastischen Verformung der Vorspanneinrichtung ein im Wesentlichen konstanter Anpressdruck der Kontaktfläche auf das Getränkesubstrat ausgeübt wird. Dies kann besonders vorteilhaft erreicht werden, wenn als Vorspanneinrichtung ein Mittel, beispielsweise eine Feder oder ein Federpaket, verwendet wird, das über einen weiten Bereich der Verformung eine gleichbleibende oder von der Verformung unabhängige Federkonstante aufweist. Dadurch wird in besonders vorteilhafter Weise erreicht, dass das Vorverdichten/Tampen des Getränkesubstrats unabhängig von der Füllmenge oder Füllhöhe des Getränkesubstrathalters, insbesondere Siebhalters, mit einer konstanten Kraft oder einem konstanten Druck erfolgt, sodass ausgehend davon der Brühprozess reproduzierbarer gestaltet werden kann, wenn sichergestellt ist, dass bei jedem Brühvorgang eine weitestgehend identische oder identische Vorverdichtung des Getränkesubstrats stattgefunden hat.
Eine weiterer Vorteil der elastischen Vorspanneinrichtung kann darin bestehen, dass die Stelleinheit, insbesondere ein vom Bediener direkt bedienter Bedien- oder Stellhebel bei jedem Brühvorgang oder bei der Vorbereitung eines jeden Brühvorgangs in ein und dieselbe Endposition überführt wird, wobei ab einer Kontaktierung des Brühkopfes, insbesondere der Kontaktfläche des Brühkopfes, mit dem Getränkesubstrat im Wesentlichen eine elastische Verformung der Vorspanneinrichtung erfolgt, bis der Stellhebel der Stelleinheit in die Endposition überführt wurde, ohne dass dadurch eine merkbare oder wesentliche weitere Verstellung des Brühkopfes in vertikaler Richtung hervorgerufen wird.
Alternativ kann die vorteilhafte, eindeutige und von dem Füllungszustand des Getränkesubstrathalters im Wesentlichen unabhängige Endlage oder Endposition eines vom Bediener direkt betätigten Bedien- oder Stellhebels auch durch eine Unterbrechung oder Abkopplung innerhalb der Kraftübertragung der Stelleinheit erreicht werden. Weiter bevorzugt sind die beiden Endlagen durch die Geometrie von dafür vorgesehenen mechanischen Anschlägen bestimmt. Diese können in der jeweiligen Mechanik- Komponente, beispielsweise in einem Kniehebelmechanismus oder eine Bewegungsmechanik eingebracht sein.
In einer weiteren, besonders vorteilhaften Ausführungsform der Getränkezubereitungsvorrichtung ist eine Sensoreinrichtung zur Ermittlung der Position, insbesondere zur Ermittlung der Vertikalposition, des Brühkopfes und/oder der Kontaktfläche in einer arretierten Stellung des Brühkopfes vorgesehen, wobei die Sensoreinrichtung in Wirkverbindung mit einer Steuereinheit der Getränkezubereitungsvorrichtung ausgebildet ist, sodass Betriebsparameter der Getränkezubereitungsvorrichtung, insbesondere Parameter einer von der Vorrichtung umfassten Fluidpumpe zur Förderung von Brühfluid, abhängig von der ermittelten Position durch die Steuereinheit vorgebbar und/oder anpassbar sind. Die Sensoreinrichtung kann beispielsweise als optischer Sensor im sichtbaren Spektralbereich, bevorzugt als Lichtschranke ausgebildet sein. Neben einer direkten Messung des Brühkopfes und/oder der Kontaktfläche des Brühkopfes in der arretierten Stellung kann auch eine mittelbare Messung, beispielsweise über Teile der Stelleinheit, beispielsweise die Position einer zusammen mit dem Brühkopf vertikal verschiebbaren Stange stattfinden, um daraus auf die Position des Brühkopfes und/oder die Kontaktfläche zurückzuschließen. In diesem Fall kann es besonders vorteilhaft sein, wenn, sofern eine elastisch verformbare Vorspanneinrichtung realisiert ist, die Sensoreinrichtung auch zur Erfassung des Verformungszustandes der Vorspanneinrichtung eingerichtet ist, da sich die Endposition oder Endlage des Brühkopfes und/oder der Kontaktfläche dann sowohl von der Position der Stelleinheit, als auch von der Position oder dem Zustand der Vorspanneinrichtung abhängig ist. Es kann, insbesondere, wenn die Stelleinheit beim vertikalen Verfahren des Brühkopfes immer in ein und dieselbe Endposition oder Endlage gebracht wird, auch vorteilhaft vorgesehen sein, dass die Sensoreinrichtung lediglich den Verformungszustand einer elastischen Vorspanneinrichtung detektiert und ausgehend davon auf die Position des Brühkopfes und/oder der Kontaktfläche schließt.
Die von der Steuereinheit gesteuerten und beeinflussten Betriebsparameter der Getränkezubereitungsvorrichtung können grundsätzlich beliebig sein. Beispielsweise kann die Steuerung der Betriebsparameter so weit gehen, dass ein Betrieb der Getränkezubereitungsvorrichtung vollständig unterbunden wird, wenn die Sensoreinrichtung feststellt, dass die Brüh- kammer oder der Brühraum noch nicht geschlossen ist. Ein Betrieb oder das Durchführen eines Brühprozesses kann auch dann von der Steuereinrichtung unterbunden werden, wenn die Position des Brühkopfes und/oder der Kontaktfläche darauf schließen lässt, dass ein Mindestmaß an Getränkesubstrat in dem Getränkesubstrathalter nicht vorhanden ist. Bei einer derartigen Positionserfassung kann alternativ auch vorgesehen sein, dass die Steuereinheit lediglich die Durchführung eines Reinigungs- und/oder Spülprozesses ermöglicht. Wenn hingegen eine Position des Brühkopfes mit der Sensoreinrichtung erfasst wird, die eine Befüllung des Getränkesubstrathalters zwischen einer Minimalbefüllung und einer Maximalbefüllung erfasst oder detektiert, kann abhängig von dem erfassten Zustand oder der detektieren Position des Brühkopfes Einfluss auf die Betriebsparameter eines nachfolgenden Brühvorgangs durch die Wirkverbindung und den daraus resultierenden Regelkreis mit der Steuereinheit erfolgen.
Beispielsweise kann die Mahlzeit des Mahlwerks auf die von einer Bohnenwahl und von einem eingestellten Mahlgrad des Mahlwerks resultierende Getränkesubstrats-Austragsleistung des Mahlwerks so reguliert werden, dass die Befüllung des Getränkesubstrathalters innerhalb des vorgesehenen Mindest- bzw. Maximalvolumen liegt und die Getränkesubstratmenge je nach gewünschter Getränkestärke zwischen diesen Grenzen stufenweise oder stufenlos eingestellt werden kann.
Weiterhin können beispielsweise Förderraten einer Fluidpumpe, die Steilheit und die Länge entsprechender Rampen in der Ansteuerung einer Fluidpumpe sowie die entsprechend parametrisierte Steuerung von Heizeinrichtungen, insbesondere Thermoblocks zur Temperierung von Brühfluid, entsprechend beeinflusst werden. Gemäß einer weiteren, besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Getränkezubereitungsvorrichtung kann vorgesehen sein, dass der Brühkopf so ausgebildet ist, dass bei einer vertikalen Verstellung ab einer dritten unteren Position eine mechanische Verriegelung des Getränkesubstrathalters an und/oder in der Aufnahme erreicht wird. Dadurch kann sichergestellt werden, dass eine unbeabsichtigte Bewegung oder eine unbeabsichtigte Entnahme des Getränkesubstrathalters vermieden wird. Die Bezeichnung als dritte untere Position soll keine zwangsläufige Anordnung oder Ausrichtung in vertikaler Richtung, insbesondere im Bezug auf die zweite untere und/oder erste untere Position implizieren. Es kann beispielsweise vorteilhaft vorgesehen sein, dass die dritte untere Position in vertikaler Richtung noch oberhalb der ersten unteren Position angeordnet ist, sodass bereits eine mechanische Verriegelung des Getränkesubstrathalters an oder in der Aufnahme erfolgt, bevor der Brühraum oder die Brühkammer verschlossen ist. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die Verriegelung gleichzeitig mit dem Verschluss des Brühraums oder der Brühkammer eintritt. Weiter alternativ kann auch vorgesehen sein, dass erst nach dem Verschließen und/oder Abdichten des Brühkopfes an oder in dem Getränkesubstrathalter eine Verriegelung stattfindet, was dann bedeutet, dass die dritte untere Position unterhalb der ersten unteren Position angeordnet ist.
Gemäß einer weiteren, ebenfalls vorteilhaften Ausführungsform kann zudem vorgesehen sein, dass ein Kontakt, bevorzugt als Teil eines Mikroschalters, vorgesehen ist, mit dem die Position und/oder das Vorhandensein des Getränkesubstrathalters an oder in der Aufnahme ermittelt wird oder überprüfbar ist. Besonders bevorzugt kann vorgesehen sein, dass der Kontakt, ähnlich, wie die vorangehend bereits beschriebene Sensoreinrichtung mit einer Steuereinrichtung derart wirkverbunden ausgebildet ist, dass gewisse Funktionen der Getränkezubereitungsvorrichtung, insbesondere das Ausführen eines Brühvorgangs und/oder das Ab- senken des Brühkopfes über die Stelleinheit, nur durchgeführt werden können oder vom Bediener nur erfolgreich initiiert werden können, wenn der besagte Kontakt die Anwesenheit und/oder korrekte Positionierung des Getränkesubstrathalters an oder in der Aufnahme detektiert. Der Kontakt kann bevorzugt an der Aufnahme, insbesondere überstehend über eine Oberfläche der Aufnahme ausgebildet sein, an der der Getränkesubstrathalter zur Anlage kommt.
In einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsvariante der Getränkezubereitungsvorrichtung kann weiterhin vorgesehen sein, dass der Brühkopf ein Oberteil und ein Unterteil aufweist, die in vertikaler Richtung gegeneinander bewegbar gelagert sind, wobei ein mechanisch betätigbares Ventil so im Brühkopf ausgebildet ist, dass eine Relativbewegung von Oberteil und Unterteil voneinander weg das Ventil öffnet und insbesondere auch noch unterhalb der ersten unteren Stellung des Brühkopfes eine Belüftung der Brühkammer ermöglicht. Dies kann besonders vorteilhaft eine Belüftung der Brühkammer oder des Brühraums nach dem Durchführen eines Brühprozesses ermöglichen. Denn ansonsten besteht die Gefahr, dass beim Anheben des Brühkopfes gegenüber dem Getränkesubstrathalter, insbesondere Siebträger, nach dem Brühvorgang sich in der Brühkammer oder im Brühraum ein Unterdrück aufbaut, der dann schlagartig oder abrupt abgebaut wird, wenn der Brühkopf die erste untere Stellung in vertikaler Richtung nach oben passiert. Dies kann zu unerwünschtem Herausspritzen von Trester oder aufgebrühtem Getränkesubstrat und/oder Flüssigkeit führen. Durch die zweiteilige Ausgestaltung des Brühkopfes und der entsprechenden Realisierung eines mechanisch betätigbaren Ventils kann erreicht werden, dass nach dem Brühvorgang bei der initialen vertikalen Verstellung der Stelleinheit mit dem Ziel einer Verstellung des Brühkopfes nach vertikal oben zunächst eine Bewegung der beiden Teile, insbesondere des Oberteils und des Unterteils des Brühkopfes voneinander weg stattfindet, wodurch dann zunächst das mechanisch betätigbare Ventil geöffnet und eine Fluidverbindung zwischen der Umgebung und dem Inneren des Brühraums oder der Brühkammer geschaffen wird, welche bei der weiteren Bewegung oder Verstellung der Stelleinheit und damit des Brühkopfes dafür sorgt, dass kein Unterdrück in der Brühkammer oder im Brühraum aufgebaut wird.
Auch umgekehrt kann beim Verschließen und/oder Verdichten des Getränkesubstrats vor einem Brühvorgang die zweigeteilte Ausführung des Brühkopfes mit einem Oberteil und einem Unterteil und die zueinander in vertikaler Richtung bewegliche Lagerung des Oberteils und des Unterteils in Verbindung mit einem entsprechend mechanisch betätigbaren Ventil dafür sorgen, dass sich beim Vorverdichten des Getränkesubstrats kein Luftkissen oder Luftpolster oberhalb des Getränkesubstrats und unterhalb des Brühkopfes ausbildet. Denn solange das Oberteil des Brühkopfes und das Unterteil des Brühkopfes, beispielsweise realisiert durch eine entsprechende Vorspannung, in einem Zustand mit einem größeren vertikalen Relativabstand zueinander befinden, kann das mechanisch betätigbare Ventil in einem Öffnungszustand gehalten werden, der dann auch eine Entlüftung des Brühraums oder der Brühkammer ermöglicht. Das mechanisch betätigbare Ventil wird dann erst geschlossen wenn, beispielsweise abermals durch einen entsprechenden Gegendruck auf den Brühkopf vonseiten des Getränkesubstrats oder des Getränkesubstrathalters eine Kraft auf den Brühkopf ausgeübt wird, die dazu führt, dass das Oberteil und das Unterteil des Brühkopfes sich einander annähern und somit das Ventil verschließen. Die geschlossene Ventilstellung ist abermals entsprechend vorteilhaft, um während des Brühprozesses eine möglichst dichte Ausgestaltung des Brühraums oder der Brühkammer zu ermöglichen und zu erhalten.
Gemäß einer weiteren, besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Getränkezubereitungsvorrichtung kann vorgesehen sein, dass das Oberteil und das Unterteil des Brühkopfes mit einer radial umlaufenden Profildichtung miteinander verbunden sind, die bei einer Relativbewegung von Oberteil und Unterteil in vertikaler Richtung aufeinander zu eine radiale Vergrößerung oder Ausbauchung der Profildichtung bewirkt, wodurch unterhalb der ersten unteren Stellung eine Anpressung der Profildichtung an eine Innenwand des Getränkesubstrathalters erreichbar ist. Durch diese Ausgestaltung kann, besonders zusammen mit der Ausgestaltung des Brühkopfes mit einem Oberteil und einem Unterteil, die in vertikaler Richtung bewegbar zueinander gelagert sein, nicht nur wie vorangehend bereits dargestellt die vorteilhafte Be- und Entlüftung des Brühraums oder der Brühkammer gewährleistet werden. Es kann zudem auch eine verbesserte Dichtwirkung des Brühkopfes am Getränkesubstrathalter und/oder ein verringerter Verschleiß der entsprechenden Dichtung erreicht werden, da die Dichtwirkung erst hergestellt oder dadurch verbessert wird, dass mit der Relativbewegung des Oberteils des Brühkopfes zum Unterteil hin eine radiale Ausbauchung der Profildichtung und damit ein Anpressen an der Innenwand des Getränkesubstrathalters erreicht wird.
Die Profildichtung kann ebenfalls besonders vorteilhaft vorgesehen sein, da diese eine entsprechende Rückstellkraft bereitstellen kann, die das Oberteil des Brühkopfes vom Unterteil des Brühkopfes weg kraftbeaufschlagt und somit dafür sorgen kann, dass das mechanisch betätigbare Ventil in einer geöffneten Stellung (normally open) verbleibt, solange nicht der Abstand von Oberteil des Brühkopfes und Unterteil des Brühkopfes einen Grenzwert unterschreitet oder sich Oberteil und Unterteil bis zu einem gewissen Maß annähern.
Vorteilhafte Ausführungsformen und Details der erfindungsgemäßen Getränkezubereitungsvorrichtung werden nachfolgend anhand den lediglich schematischen Darstellungen von Ausführungsbeispielen erläutert wer- den. Gleiche Bestandteile der Vorrichtung oder Teile mit gleicher Funktion sind darin mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Darin zeigen:
Fig. 1 : einen Schnitt durch Teile einer erfindungsgemäßen Getränkezubereitungsvorrichtung in einer Mahl- oder Befüllposition der Stelleinheit;
Fig. 2: einen Schnitt durch Teile einer erfindungsgemäßen Getränkezubereitungsvorrichtung in einer Zwischenstellung der Stelleinheit;
Fig. 3: einen Schnitt durch Teile einer erfindungsgemäßen Getränkezubereitungsvorrichtung in einer Endposition oder Brühposition der Stelleinheit;
Fig. 4: eine Schnittdarstellung zur Veranschaulichung der Arretierung des Brühkopfes unter Verwendung einer abschnittsweise stufenlos selbsthemmenden oder selbstarretierenden Sperrbuchse;
Fig. 5a: eine Detaildarstellung zur Veranschaulichung der Arretierung der Sperrbuchse;
Fig. 5b: eine Detaildarstellung zur Veranschaulichung des Zusammenwirkens der Sperrbuchse mit der sonstigen Stelleinheit;
Fig. 6: eine Detaildarstellung eines Brühkopfs mit einem Oberteil und einem Unterteil.
Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch eine Getränkezubereitungsvorrichtung 01 , wobei aus Gründen der Übersichtlichkeit Teile oder Bestandteile der Ge- tränkezubereitungsvorrichtung 01 nicht dargestellt sind. Im Wesentlichen zeigt der Schnitt der Fig. 1 einen in eine Aufnahme 02 eingesetzten Getränkesubstrathalter 03 in Form eines Siebträgers. Der Getränkesubstrathalter 03 umfasst eine Innenwand 04, ein bodenseitiges Sieb 05, einen unterhalb des Siebs 05 ausgebildeten Auslauf 06 zur Ausgabe oder Abgabe eines aufgebrühten Getränks.
Oberhalb der Aufnahme 02 ist ein Zuführschacht 07 ausgebildet, der zur Bereitstellung von Getränkesubstrat, insbesondere Kaffeebohnenmehl dient. An einem Ende 08 ist der Zuführschacht 07 so angeordnet und ausgebildet, dass das Getränkesubstrat, bevorzugt lediglich unter Einwirkung der Gewichtskraft, aus dem Zuführschacht 07 in den in die Aufnahme 02 eingesetzten Getränkesubstrathalter 03 eingefüllt werden kann. An einem zweiten Ende 09 bildet der Zuführschacht 07 einen Übergang 10 zu einem bevorzugt von der Getränkezubereitungsvorrichtung 01 umfassten Mahlwerk 11 aus. Die Getränkezubereitungsvorrichtung 01 umfasst zudem einen innerhalb eines Gehäuseteils 35 in vertikaler Richtung V beweglich geführten Brühkopf 12 der am unteren Ende eine Kontaktfläche 36, bevorzugt in Form eines Siebes 05, ausbildet. Der Brühkopf 12 ist mit einer Stelleinheit 13 verbunden, die auch einen Bedien- oder Stellhebel 14 umfasst. Ausgehend von einer Krafteinwirkung und/oder einer entsprechenden Bewegung des Bedien- oder Stellhebels 14 wird durch eine entsprechende Bewegung oder Verstellung der Stelleinheit 13 der Brühkopf 12 in vertikaler Richtung V nach oben oder unten bewegt. In der Darstellung der Fig. 1 ist der Brühkopf 12 in einer ersten, oberen Stellung dargestellt, in der der Getränkesubstrathalter 03 aus der Aufnahme 02 entnommen und in die Aufnahme 02 eingesetzt werden kann, beispielsweise um aufgebrühtes und ausgelaugtes Getränkesubstrat oder Trester aus dem Getränkesubstrathalter 03 zu entnehmen oder zu entfernen. In der Darstellung der Fig. 1 ist bereits erkennbar, dass die von dem Bedien- oder Stellhebel 14 angetriebene Stelleinheit 13 eine Stange 15 mit einem unteren Abschnitt 16 und einem oberen Abschnitt 17 aufweist, wobei die Stange 15 von einer Sperrbuchse 18 wenigstens abschnittsweise umschlossen wird. Auf die Stange 15 und die Sperrbuchse 18 wird noch im Detail eingegangen werden. Es ist jedoch bereits ersichtlich, dass der untere Abschnitt 16 der Stange 15 einen kleineren Querschnitt aufweist, als der obere Abschnitt 17 der Stange 15.
In der Darstellung der Fig. 1 ist weiterhin ein Anschluss 19 dargestellt, der bevorzugt mit einem Schlauch verbunden ist und dazu dienen kann Brühfluid, insbesondere Brühwasser, zum Aufbrühen von Getränkesubstrat über den Brühkopf 12, insbesondere die Kontaktfläche 36, auszugeben. Die Leitungsmittel zwischen dem Anschluss 19 und der Kontaktfläche 36 sind in der Schnittdarstellung der Fig. 1 nicht im Detail gezeigt.
Die Fig. 1 zeigt neben der von der Sperrbuchse 18 abschnittsweise umschlossenen Stange 15, die exzentrisch zum Brühkopf 12 angeordnet ist, eine weitere Führungsstange 20. In den nachfolgenden Schnittdarstellungen ist die zentrisch angeordnete Führungsstange 20 nicht erkennbar. Erfindungsgemäß kann entweder vorgesehen sein die Stange 15 zusätzlich zu der exzentrischen Führungsstange 20 vorzusehen. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass die Funktionalität der Stangen 15 und 20 in einer gemeinsamen Stange 15 integriert und damit die Anzahl der Stangen 15 und 20 entsprechend um eine Stange reduziert wird.
Oberhalb des Mahlwerks 11 ist eine Eintrittsöffnung 21 ausgebildet, die beispielsweise den Übergang zu einem oberhalb des Mahlwerks 11 angeordneten Bevorratungsbehälter, insbesondere Kaffeebohnenvorratsbehälter, ausbilden kann. Mit den Darstellungen der Fig. 2 und 3 wird veranschaulicht, wie die Stelleinheit 13 ausgehend von der Betätigung des Bedien- oder Stellhebels 14 der Stelleinheit 13 beginnend mit der Position der Fig. 1 in eine Position überführt wird, in der ein Brühvorgang der Getränkezubereitungsvorrichtung 01 initiiert wird.
In der Fig. 2 ist bereits erkennbar, dass ein Absenken oder Herunterdrücken des Bedien-oder Stellhebels 14 über eine entsprechende, rein mechanische Übertragungskinematik der Stelleinheit 13 dazu führt, dass der Brühkopf 12 gegenüber dem Getränkesubstrathalter 03 und der Aufnahme 02 abgesenkt wird. In der Zwischenposition der Fig. 2 befindet sich der Brühkopf 12 noch geringfügig oberhalb des oberen Randes der Innenwand 04 des Getränkesubstrathalters 03. Damit ist der Brühraum oder die Brühkammer noch nicht verschlossen, was bedeutet, dass die erste untere Stellung des Brühkopfes 12 in vertikaler Richtung V noch nicht erreicht ist. Es ist aber bereits erkennbar, dass durch die Verstellung des Brühkopfes 12 eine Relativbewegung der Stange 15 gegenüber der Sperrbuchse 18 stattgefunden hat, wobei die Sperrbuchse 18 in vertikaler Richtung V im Wesentlichen unbeweglich in der Getränkezubereitungsvorrichtung 01 angeordnet ist.
Der die Stange 15 umgreifende Teil der Sperrbuchse 18 befindet sich jedoch nach wie vor in dem unteren Abschnitt 16 der Stange 15. Durch den geringeren Querschnitt des unteren Abschnitts 16 der Stange 15 kann die Sperrbuchse 18 in der Stellung der Fig. 2 noch keine Hemmung oder Arretierung der Stange 15 gegenüber der Sperrbuchse 18 bewirken. Dies bedeutet, dass wenn der Betätigungsvorgang oder Stellvorgang der Stelleinheit 13 in der Position der Fig. 2 unterbrochen werden würde und der Bedien- oder Stellhebel 14 wieder in die Ausgangsposition der Fig. 1 zurücküberführt werden würde, würde es nicht zu einer Sperrung der Stange 15 gegenüber der Sperrbuchse 18 kommen, was mit anderen Worten ausge- drückt bedeutet, dass eine Rücküberführung möglich wäre, ohne dass eine Sperrwirkung der Sperrbuchse 18 zunächst überwunden oder aufgehoben werden müsste.
In der Darstellung der Fig. 3 ist der Bedien- oder Stellhebel 14 in eine untere Endlage oder Endposition überführt worden. Bevorzugt ist diese Stellung für jeden Brühvorgang und bevorzugt unabhängig von der Menge an Getränkesubstrat identisch. Dies hat zu einer weiteren vertikalen Verschiebung der Stange 15 gegenüber der Sperrbuchse 18 geführt, sodass die Sperrbuchse 18 die Stange 15 nun im oberen Abschnitt 17 der Stange 15 umgreift oder wenigstens abschnittsweise umgreift, wobei der obere Abschnitt 17 einen entsprechend größeren Querschnitt hat. Wie in Bezug zur Fig. 4 noch genauer erläutert werden wird, kann im oberen Abschnitt 17 der Stange 15 in jeder beliebigen Position und damit entsprechend stufenlos eine Arretierung der Sperrbuchse 18 gegenüber der Stange 15 und damit auch eine stufenlose und lediglich durch die Stelleinheit 13 hervorgerufene Arretierung des Brühkopfes 12 in einer zweiten unteren Stellung erreicht werden. Besonders bevorzugt kann vorgesehen sein, dass der Brühkopf 12, insbesondere die Kontaktfläche 36 durch eine elastische Vorspanneinrichtung, die in den Fig. 1 bis 3 nicht im Detail dargestellt ist, so vorgespannt ist, dass ab dem Kontaktieren der Kontaktfläche 36 an dem Getränkesubstrat 22 im Wesentlichen nur noch eine elastische Verformung der Vorspanneinrichtung stattfindet und ansonsten keine oder nur eine minimale Bewegung der Kontaktfläche 36 gegenüber dem Getränkesubstrathalter 03 stattfindet und ansonsten über die elastische Vorspanneinrichtung eine möglichst konstante oder im Wesentlichen konstant eine Anpresskraft auf das Getränkesubstrat 22 ausgeübt wird.
Mit einer ebenfalls nicht im Detail dargestellten Sensoreinrichtung kann die Position der Kontaktfläche 36 beim Erreichen der Endposition oder Endlage des Betätigungshebels 14 ermittelt und an eine ebenfalls nicht dargestellte Steuereinheit kommuniziert werden, um basierend darauf die Betriebsparameter der Getränkezubereitungsvorrichtung 01 , besonders für einen nachfolgenden Brühvorgang zu steuern oder zu beeinflussen.
Die Fig. 4 zeigt vergrößert das Zusammenwirken der Stange 15 und der Sperrbuchse 18. Die Sperrbuchse 18 ist sowohl im Hinblick auf die Form einer inneren Öffnung als auch im Hinblick auf die Ausrichtung und einer etwaigen Vorspannung oder Kraftbeaufschlagung so ausgebildet und ausgerichtet, dass die Stange 15 beim Übergang aus dem ersten, unteren Abschnitt 16 in den zweiten, oberen Abschnitt 17 in die Sperrbuchse 18 eintreten kann. Sobald von der Kontaktfläche 36 eine Kraft, beispielsweise über ein Andrücken an dem Getränkesubstrat 22 oder einen Innendruck in dem Brühraum oder der Brühkammer nach vertikal oben erzeugt wird, führt jedoch die nach oben gerichtete Kraft, sofern diese nicht durch eine nach vertikal unten gerichtete, größere Kraft, überkompensiert wird, dazu, dass es eine Haltekraft der Stange 15 an oder in der Sperrbuchse 18 gibt, die somit rein mechanisch und innerhalb der Stelleinheit 13 die stufenlose Arretierung des Brühkopfes 12 bewirkt. Die entsprechenden Kräfte sind in der Fig. 4 anhand von Pfeilen dargestellt. Die Sperrbuchse 18 wirkt mit einem Halter 23 zusammen, der die Sperrbuchse 18 ausrichtet und über den die Arretierung der Sperrbuchse 18 wieder gelöst werden kann.
In der Fig. 5a ist ein Teil des besagten Halters 23 dargestellt, der mit einem Spannhebel 24 zusammenwirkend ausgebildet ist. Der Spannhebel 24 wird über eine Feder 25 gegen eine Steuerkulisse 26 kraftbeaufschlagt, die auf einer rotierbaren Welle 27 geführt ist, wobei die Steuerkulisse 26 in ihrer Bewegung durch eine innenliegende Nocke 28 begrenzt ist. In der Fig. 5a ist die Arretierungsposition der Sperrbuchse 18 sowie des Halters 23 und des Spannhebels 24 dargestellt. Eine Rotation der Steuerkulisse 26 um die Welle 27 führt dazu, dass der Spannhebel 24 gegen die Vorspannung der Feder 25 verschwenkt wird, was wiederum dazu führt, dass der Halter 23 zusammen mit dem Spannhebel 24 rotiert/schwenkt. Dies führt zu einer Verkippung der Sperrbuchse 18, die wiederum die Arretierung der Stange 15 im oben Abschnitt 17 freigibt, dadurch, dass der wirksame Querschnitt der inneren Öffnung der Sperrbuchse vergrößert und die Klemmung an der Stange 15 aufgehoben wird. Die Steuerkulisse 26 kann so mit dem Bedien- oder Stellhebel 14 und der Stelleinheit 13 Zusammenwirken, dass bei einem Anheben des Betätigungshebels 14, ausgehend aus der unteren Endlage, die Kulisse 26 den Spannhebel 24 betätigt und über den Halter 23 die Sperrbuchse 18 freigibt oder löst.
In einer Ebene, die bezüglich der Zeichenebene der Fig. 5a oberhalb angeordnet ist, kann zudem ein Kniehebelmechanismus vorgesehen sein, der in der Fig. 5b skizziert ist. Der Kniehebel 29 kann ebenfalls mit der Stelleinheit 13 so zusammenwirkend ausgebildet sein, dass die Kniehebelbewegung durch den Bedien- oder Stellhebel 14 verursacht und/oder gesteuert wird. In der Darstellung der Fig. 5b dient der Kniehebel 29 als zusätzliche Sicherung der Arretierung des Brühkopfes 12 über die rein mechanische, stufenlose Festlegung der Stange 15 gegenüber der Sperrbuchse 18, indem in der dargestellten Position jenseits des Totpunktes des Kniehebels 29 eine Bewegung der Kulisse 26 und damit eine Freigabe der Sperrbuchse 18 über den Spannebel 24 und den Halter 23 verhindert wird. Beim Lösen der Arretierung des Brühkopfes 12, der eingeleitet wird über eine Aufwärtsbewegung des Bedien- oder Stellhebels 14 kann die Mechanik so ausgebildet sein, dass zunächst der Totpunkt des Kniehebels 29 überwunden wird und dadurch die Kulisse 26 freigegeben wird und über eine Rotation um die Nocke 28 die Kulisse 26 den Spannhebel 24 gegen die Feder 25 verstellen kann.
Damit dient der Kniehebelmechanismus mit samt dem Kniehebel 29 als zweiter Sperrmechanismus zusätzlich zur Sicherung der stufenlosen Arretierung des Brühkopfes 12. Die Bewegung der Kulisse 26 um die Welle 27 als auch die Bewegung des Kniehebels 29 kann bevorzugt durch entsprechende Kraftübertragungen, Übersetzungen und/oder Untersetzungen bewirkt werden, die von einer zentralen Antriebswelle 30 ausgehen, wobei die zentrale Antriebswelle 30 mittelbar oder unmittelbar mit dem Bedien- oder Stellhebel 14 zusammenwirkend ausgebildet sein kann.
In der Fig. 6 ist eine vergrößerte Darstellung eines Brühkopfes 12 zu erkennen. DerBrühkopf befindet sich in einem Getränkesubstrathalter 03. Insbesondere ist der Brühkopf 12 im Inneren einem durch die Innenwand 04 begrenzten Volumen angerordnet. Weiterhin dargestellt ist der Endabschnitt der zentralen Führungsstange 20. Der Brühkopf 12 umfasst ein Unterteil 31 sowie ein Oberteil 32, welche in vertikaler Richtung V relativ zueinander beweglich gelagert sind und welche über die umlaufende Profildichtung 33 miteinander verbunden sind.
Im Brühkopf 12 integriert ist ferner ein mechanisch betätigbares Ventil 34, welches bei einer relativen Annäherung des Oberteils 32 und des Unterteils 31 eine Belüftung und Entlüftung des Brühraums oder der Brühkammer durch die Kontaktfläche 36 ermöglicht, wohingegen das mechanisch gesteuerte Ventil 34 schließt oder in einen geschlossenen Zustand übergeht, wenn das Oberteil 32 sich relativ vom Unterteil 31 wegbewegt. Die Profildichtung 33 kann vorgesehen sein, um das Oberteil 32 und das Unterteil 31 in einen voneinander wegbewegten Zustand vorzuspannen, sodass das Ventil 34 als normalerweise offenes Ventil (noramlly open) ausgebildet ist und nur schließt, wenn das Oberteil 32 und das Unterteil 31 aufeinander zu bewegt werden und gleichzeitig die Profildichtung 33 sich nach radial außen ausbaucht, was nur erfolgt, wenn eine resultierende Kraft einwirkt oder anliegt, die eine entsprechende Annäherung von Oberteil und Unterteil verursacht. Besonders vorteilhaft kann vorgesehen sein, dass beim Lösen des Brühkopfes 12 aus der stufenlosen Arretierung über die Stelleinheit 13, sowohl über die Ausgestaltung des Brühkopfes 12 gemäß der Fig. 6 als auch über die Realisierung der Arretierung, wie beispielsweise mit Bezug zu den Fig.
5a und 5b dargestellt, das Getränkesubstrat 22 zunächst nochmals zusätzlich komprimiert wird oder entsprechende Druckkraft auf das Getränkesubstrat 22 ausgeübt wird, bevor der Brühkopf 12 nach vertikal oben bewegt wird. Dadurch kann erreicht werden, dass ein zusätzliches Aus- pressen des Tresters oder des Getränkesubstrats 22 erreicht wird, bevor dieser mit dem Getränkesubstrathalter 03 aus der Getränkezubereitungsvorrichtung 01 entnommen wird.
Bezugszeichen
01 Getränkezubereitungsvorrichtung
02 Aufnahme
03 Getränkesubstrathalter
04 Innenwand
05 Sieb
06 Auslauf
07 Zuführschacht
08 1 . Ende
09 2. Ende
10 Übergang
11 Mahlwerk
12 Brühkopf
13 Stelleinheit
14 Betätigungshabel
15 Stange
16 unteren Abschnitt
17 oberen Abschnitt
18 Sperrbuchse
19 Anschluss
20 weitere Führungsstange
21 Eintrittsöffnung
22 Getränkesubstrat
23 Halter
24 Spannhebel
25 Feder
26 Steuerkulisse
27 Welle
28 Nocke
29 Kniehebel 30 Antriebswelle
31 Unterteil
32 Oberteil
33 Profildichtung 34 Ventil
35 Gehäuseteil
36 Kontaktfläche
V Richtung

Claims

Ansprüche
1. Getränkezubereitungsvorrichtung (01 ), insbesondere Kaffee- und/oder Espressomaschine, mit einem aus einer Aufnahme (02) entnehmbaren Getränkesubstrathalter (03), insbesondere Siebträger, wobei die Vorrichtung einen in einer vertikalen Richtung (V) verstellbaren Brühkopf (12) aufweist, der so gegenüber der Aufnahme (02) und dem darin aufgenommenen Getränkesubstrathalter (03) angeordnet und ausgebildet ist, dass in einer oberen Stellung des Brühkopfes (12) der Getränkesubstrathalter (03) aus der und in die Aufnahme (02) entnehmbar und einsetzbar ist und in einer ersten unteren Stellung ein Verschließen und/oder Dichten eines durch den Brühkopf (12) und den Getränkesubstrathalter (03) gebildeten Brühraums erreicht wird, und in einer zweiten unteren Stellung ein vertikales Anpressen an ein Getränkesubstrat (22) in dem Getränkesubstrathalter (03) erfolgt, wobei der Brühkopf (12) fluidleitend mit einer Brühwasserzufuhr verbunden ist, um Brühfluid abzugeben und/oder in die Brühkammer einzutragen, und wobei die Getränkezubereitungsvorrichtung (01 ) zudem einen Zuführschacht (07) zur Bereitstellung von Getränkesubstrat (22) aufweist, der einends so angeordnet und ausgerichtet ist, dass das Getränkesubstrat (22), bevorzugt lediglich unter der Gewichtskraft, aus dem Zuführschacht (07) in den in die Aufnahme (02) eingesetzten Getränkesubstrathalter (03) eingefüllt werden kann und bevorzugt andernends einen Übergang zu einem von der Getränkezubereitungsvorrichtung (01 ) umfassten Mahlwerk (11 ) ausbildet, wobei der verstellbare Brühkopf (12) mit einer mechanischen, insbesondere händisch bedienbaren, Stelleinheit (13) zusammenwirkend ausgebildet ist, um wenigstens in die obere, erste untere und zweite untere Stellung überführt zu werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinheit (13) eine stufenlose Arretierung des Brühkopfes (12) in vertikaler Richtung (V) außschließlich unterhalb einer ersten unteren Stellung ermöglicht.
2. Getränkezubereitungsvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinheit (13) eine zusammen mit dem Brühkopf (12) bewegliche Stange (15) und eine in vertikaler Richtung (V) ortsfeste, die Stange (15) umschließende Sperrbuchse (18) aufweist, wobei die Stange (15) so ausgebildet ist, dass in einem ersten unteren Abschnitt (16) eine Festlegung über die Sperrbuchse (18) unmöglich ist und in einem zweiten oberen Abschnitt (17) so ausgebildet ist, dass eine Unterbrechung einer vertikalen Abwärtsbewegung der Stange (15) zu einem sperrenden Kraftschluss zwischen Sperrbuchse (18) und Stange (15) führt, der die Arretierung des Brühkopfes (12) bewirkt oder unterstützt.
3. Getränkezubereitungsvorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch, einen zweiten Sperrmechanismus, bevorzugt einen Kniehebelmechanismus, derart ausgebildet ist, dass über den zweiten Sperrmechanismus zusätzlich zur Sperrbuchse (18) die Arretierung des Brühkopfes (12) erreicht und/oder unterstützt wird.
4. Getränkezubereitungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kontaktfläche des Brühkopfes (12), insbesondere ein Benetzungs- oder Brühsieb, in vertikaler Richtung (V) entgegen einer elastischen Vorspanneinrichtung gegenüber dem der Stelleinheit (13) und/oder dem sonstigen Brühkopf (12) bewegbar ist, so dass bei einer vertikalen Verstellung des Brühkopfes (12) ab der Kontaktierung des Getränkesubstrats (22) mit der Kontaktfläche (36) die weitere Bewegung der Stelleinheit (13) und/oder des sonstigen Brühkopfes (12) zu einer verminderten Bewegung der Kontaktfläche (36) und zu einer Anpresskraft auf das Getränkesubstrat (22) führt.
5. Getränkezubereitungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Sensoreinrichtung zur Ermittlung der Position des Brühkopfes und/oder der Kontaktfläche in einer arretierten Stellung des Brühkopfes (12), wobei die Sensoreinrichtung in Wirkverbindung mit einer Steuereinheit der Getränkezubereitungsvorrichtung (01 ) ausgebildet ist, sodass Betriebsparameter der Getränkezubereitungsvorrichtung (01 ), insbesondere Parameter einer Fluidpumpe zur Förderung von Brühfluid, abhängig von der ermittelten Position durch die Steuereinheit vorgebbar und/oder anpassbar sind.
6. Getränkezubereitungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Brühkopf (12) so ausgebildet ist, dass bei dessen Verstellung ab einer dritten unteren Position eine mechanische Verriegelung des Getränkesubstrathalters (03) erreicht wird.
7. Getränkezubereitungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Kontakt, bevorzugt als Teil eines Mikroschalters, mit dem die Position des Getränkesubstrathalters (03) an oder in der Aufnahme (02) ermittelt wird oder überprüfbar ist.
8. Getränkezubereitungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Brühkopf (12) ein Oberteil (32) und ein Unterteil (31 ) aufweist, die in vertikaler Richtung (V) gegeneinander bewegbar gelagert sind, wobei ein mechanisch betätigbares Ventil (34) so im Brühkopf (12) ausgebildet ist, dass eine Relativbewegung von Oberteil (32) und Unterteil (31 ) voneinander weg das Ventil (34) öffnet und insbesondere auch noch unterhalb der ersten unteren Stellung des Brühkopfes (12) eine Belüftung der Brühkammer ermöglicht.
9. Getränkezubereitungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberteil (32) und das Unterteil (31 ) mit einer radial umlaufenden Profildichtung (33) miteinander verbunden sind, die bei einer Relativbewegung von Oberteil (32) und Unterteil (31 ) aufeinander zu eine radiale Vergrößerung oder Ausbauchung der Profildichtung (33) bewirkt, wodurch unterhalb der ersten unteren Stellung eine Anpressung der Profildichtung (33) an eine Innenwand (04) des Getränkesubstrathalter (03) erreichbar ist.
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