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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Kaffeemaschine, die mit einer
Vorrichtung zum Kühlen des
eingefüllten
Kaffees versehen ist.
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Das
technische Gebiet der Erfindung betrifft das Problem, den Kaffee,
mit dem die Kaffeemaschine gefüllt
ist, auf einer Temperatur zu halten, die die Verschlechterung des
Kaffees verlangsamt, bevor dieser in die Extraktionskammer geschickt
wird. Hierbei ist unter Extraktionskammer der Teil der Kaffeemaschine
zu verstehen, in welchem das Getränk tatsächlich gefiltert wird.
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Vorsorglich
sollte klargestellt werden, dass gemäß der Beschreibung Kaffee,
der in die Kaffeemaschine gefüllt
wird, hier als der Kaffee zu verstehen ist, der in ein Abteil, welches
in einem geeigneten Teil der Maschine liegt, in Form von individuellen
Packungen Kaffees eingefüllt
ist, die allgemein als Pads, Kapseln oder Kartuschen bekannt sind.
Diese individuellen Packungen enthalten eine oder mehrere Dosen
gemahlenen Kaffees, die für
das Bereiten von einer oder mehreren Tassen Kaffee geeignet sind.
Diese individuellen Packungen können
darüber hinaus
entweder Einzelpackungen in einem Behälter oder Einzelpackungen sein,
die in bekannter Weise in einem Streifen enthalten sind.
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Unter
Abteil ist hier irgendein Abteil, ein Kasten oder ein Behälter zu
verstehen, der für
das Aufnehmen einer Menge der gemahlenen Kaffeepackungen entweder
einzeln oder in Streifenform geeignet ist.
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Das
Pad ist eine Kaffeedosis, die zwischen zwei Lagen wasserdurchlässigen Papiers,
durch welches Wasser durchdringen kann, komprimiert ist, und das
selbst die Form einer Scheibe mit einigen Millimetern Dicke darstellt,
und von einem Kranz umgeben ist, der aus zwei Lagen zusammengeschweißten Papiers
besteht; die Kapsel und die Kartusche sind Dosen, die in einer Umwicklung
enthalten sind, welche im Allgemeinen die Form eines Kegelstumpfes oder
eines Zylinders oder einer Scheibe hat, die aus einem Kunststoffmaterial
oder aus Aluminiumfolie besteht und an den oberen und unteren Wänden durchlöchert wird,
wenn die Kapsel oder Kartusche in die Extraktionskammer eingeführt wird,
so dass Wasser durch den Kaffeeinhalt hindurchgehen kann.
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Der
Stand der Technik zeigt keine Espresso-Kaffeemaschine, die mit Kaffee
in Form von Einzelpackungen beladen wird und mit Kühlmitteln
zum aktiven Kühlen
des Kaffees und Zugmitteln zum Bewegen des Kaffees entlang einer
Leitung vom Ladeabteil bis zur Extraktionskammer versehen ist.
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Der
hauptsächliche
Nachteil der bekannten Kaffeemaschinen liegt darin, dass der Kaffee,
mit welchem diese beladen wird, unter der Nähe zur Extraktionskammer, die
entweder ständig
oder zeitweilig heiß ist,
und zur Heizvorrichtung, die eine sehr hohe Temperatur hat, leidet.
Dies bewirkt einen Anstieg des Feuchtigkeitsgehaltes und eine Erwärmung des
Kaffees, mit welchem die Maschine beladen ist, und führt daher
zu einer schnelleren Verschlechterung des Kaffees.
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Aus
der US-PS 4,624,395 ist eine Maschine bekannt, die ein Heißgetränk aus einem
Konzentrat ausgibt. Die Maschine hat einen Getränkekonzentratbehälter, der
innerhalb eines gekühlten
Abteils liegt. Ein erstes Ventil steuert den Strom des Konzentrats
vom Behälter,
wenn letzterer erst einmal in einer umgedrehten Position innerhalb
des Abteils platziert worden ist, und ein zweites Ventil regelt
den Strom des heißen
Wassers zu einer Mischvorrichtung, welcher das Konzentrat zugeleitet
worden ist. Es besteht kein Zweifel, dass die vorstehende Maschine
nicht so ausgebildet ist, dass sie ein herkömmliches Kaffeegetränk, das
als Espresso bekannt ist, brauen kann.
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Eine
andere Maschine mit einer Kühleinrichtung
ist aus der Schrift
EP 5 836
169 bekannt.
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Die
Maschine gemäß der vorliegenden
Erfindung, wie im Patentanspruch 1 definiert, vermeidet den vorstehenden
Nachteil und, wie in den unten stehenden Patentansprüchen gekennzeichnet,
hat sie eine Kühleinrichtung
zum aktiven Kühlen
des Kaffees, der in ein Füllabteil
in der Nähe
der Extraktionskammer eingefüllt
ist, Mittel zum Bewegen des Kaffees vom Füllabteil zur Extraktionskammer
und Mittel zum Verteilen der Wärme,
die durch die Kühleinrichtung
erzeugt wird.
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Es
wird von "aktivem
Kühlen" des Kaffees gesprochen,
um die Idee zu übermitteln,
dass diese Mittel Kälte
erzeugen und nicht einfach Mittel, wie beispielsweise Gebläse oder ähnliche
Vorrichtung, sind, die den Kaffee durch Belüften frisch halten.
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Die
Kühlmittel
zum aktiven Kühlen
des Kaffees, der in die Kaffeemaschine eingefüllt ist, können bekannte herkömmliche
Kühleinheiten
sein, die auf der Basis der Eigenschaften jeder bestimmten Kaffeemaschine
geeignet bemessen sind, wobei die Maschinen ein wärmeisoliertes
Abteil haben, in welches der Kaffee eingefüllt wird, während in einer bevorzugten
Ausführungsform
der Kaffeemaschine die Kühleinrichtung
aufweist: wenigstens ein Kühlelement, das
auf der Basis des Peltier-Effektes funktioniert und eine Kühlfläche hat,
die mit dem Inneren des Abteils in Berührung steht, und eine heiße Fläche hat, die
nach außen
gewandt ist; wobei wenigstens eine Strahlungsplatte außerhalb
des Abteils liegt und wenigstens ein erstes Gebläse vorhanden ist, um die Wärme, die
durch die Kühleinrichtung
erzeugt wird, außerhalb
des Abteils oder außerhalb
der Kaffeemaschine zu verteilen.
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In
der bevorzugten Ausführungsform
absorbiert die Strahlungsplatte Wärme, indem sie diese von der
heißen
Oberfläche
der Peltier-Zelle ableitet und am Abteil nach außen verteilt, wobei die Strahlungsplatte
durch das erste Gebläse
gekühlt
wird.
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Die
bevorzugte Ausführungsform
kann auch wenigstens einen kalten Körper aufweisen, der sich von
der kalten Oberfläche
der Peltier-Zelle ausgehend erstreckt, um das Kühlen der darin enthaltenen Luft
zu erleichtern. Dieser kalte Körper
wird herkömmlicherweise durch
diesen Namen bezeichnet, da er, in Kontakt mit der kalten Fläche der
Peltier-Zelle stehend,
immer kalt bleibt.
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Weiterhin
kann wenigstens ein zweites Gebläse
dem kalten Körper
zugeordnet sein, um die Zirkulation der Luft, welche durch diesen
kalten Körper gekühlt ist,
innerhalb des Abteils zu erleichtern.
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Der
Vorteil der Maschine gemäß der vorliegenden
Erfindung besteht darin, dass der Kaffee in Form von Einzelpackungen
innerhalb der Kaffeemaschine auf einer niedrigen Temperatur gehalten
wird, so dass die Verschlechterung des Produktes verlangsamt wird,
wodurch eine bessere Bewahrung der organoleptischen Eigenschaften
des zu extrahierenden Produktes und daher auch eine bessere Qualität des Produktes
nach der Extraktion erzielt wird.
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In
der Tat hat die Anmelderin Vergleichstests vom instrumentellen und
organoleptischen Typ durchgeführt,
um den Unterschied zwischen dem aromatischen Gehalt, der in dem
Kaffee in einer Maschine gemäß dem Stand
der Technik und in einer Maschine gemäß der vorliegenden Erfindung
vorhanden ist zu verifizieren, wobei anzumerken ist, dass im letzteren
Fall der eingefüllte
Kaffee für
eine längere
Zeitdauer ohne irgendeinen substanziellen Verlust an Aromagehalt
bleibt.
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Es
ist einfach zu verstehen, dass die Temperatur innerhalb des Füllabteils
von den folgenden Eigenschaften abhängen wird:
- – Größe des Kaffeebehälters und
des Materials, aus welchem dieser besteht;
- – Größe und Position
des Kühlelementes;
- – Menge
der verwendeten Kühlelemente;
- – Art
des verwendeten Isoliermaterials;
- – Isolationsmodalität;
- – Menge
und Größe des Kühlkörpers und
der Strahlungsplatte.
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Die
Erfindung wird nun im Einzelnen unter Bezugnahme auf eine Anzahl
von Ausführungsformen
und unter Zuhilfenahme der schematischen Zeichnungen beschrieben,
die zeigen:
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1 eine
erste Ansicht im Querschnitt;
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2 eine
erste teilweise explosionsartige Darstellung;
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3 eine
vertikale perspektivische Ansicht;
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4 eine
zweite Ansicht im Vertikalschnitt; und
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5 eine
dritte Ansicht im Vertikalschnitt.
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1 zeigt
die wesentlichen Teile einer Kaffeemaschine 1. Die Bezugsziffer 2 bezeichnet
einen herkömmlichen
Streifen von Pads, der eine Anzahl von einzelnen Kaffeepackungen 33 enthält; die
Bezugsziffer 3 bezeichnet einen herkömmlichen Behälter des
Padstreifens; die Bezugsziffer 4 bezeichnet eine herkömmliche
Extraktionskammer, in welcher 4A und 4B jeweils
den feststehenden Kopf und den mobilen Kopf bezeichnen; C bezeichnet
einen herkömmlichen
Padzähler; 5 bezeichnet
einen herkömmlichen
Wärmetauscher,
der sofort das Wasser erhitzen kann, welches in einem in der Zeichnung nicht
gezeigten Behälter
enthalten ist, und 6 bezeichnet herkömmliche Räder zum Ziehen des Padstreifens.
Weiterhin zeigt die Figur eine Füllkammer 7 für den Behälter 3 des
Padstreifens 2, eine Peltier-Zelle 8, einen mit
Lamellen versehenen Kältekörper 9 und ein
Gebläse 10 außerhalb
des Behälters 3,
um die Umgebung des Abteils 7 und daher auch den Kaffee zu
kühlen,
dessen Details anhand der darauf folgenden Figuren erläutert werden.
Das Füllabteil 7 enthält den Behälter 3 des
Padstreifens 2 und erstreckt sich in eine Art von Leitung 11,
die die Form eines auf dem Kopf stehenden "L" hat,
das in der Nähe
der Extraktionskammer 4 endet. Eine Bedienungsperson zieht anfangs
das Ende des Padstreifens 2 aus dem Behälter und führt diesen durch die Leitung 11,
bis er an dem offenen Ende 12 der Leitung in der Nähe der Extraktionskammer
vorsteht, schließlich
mit den Zugrädern 6 im
Eingriff steht. Wenn die Maschine in Betrieb ist, werden die Zugräder – in bekannter
Art und Weise – bewirken,
dass der Streifen in der Pfeilrichtung F transportiert wird, bis
ein Pad des Streifens in die Position der Extraktionskammer gelangt.
An diesem Punkt wird bewirkt, dass der mobile Kopf 4B so
lange ansteigt, bis er an dem feststehenden Kopf 4A anschlägt, um die
Extraktion des Getränkes
zu ermöglichen.
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2 zeigt
den Padstreifen 2, der teilweise in seinem Behälter 3 innerhalb
des Füllabteils 7 enthalten
ist und in die Leitung 11 (die durch das Wandelement 25 begrenzt
ist, von welcher ein Teil in der Figur zu sehen ist) eingesetzt
ist, wobei dessen Ende bereits an der Leitung vorsteht. Diese Figur
zeigt im Einzelnen die bereits in der 1 gezeigte
Peltier-Zelle 8, den Kältekörper 9 und
das Gebläse 10. Die
Figur zeigt auch (als eine explosionsartige Ansicht zum besseren
Verständnis)
ein zweites Gebläse 14 koaxial
zum Gebläse 10 eine
Strahlungsplatte 15, einen Elektromotor 13 zur
Betätigung
der Gebläse 10 und 14,
Zuführkabel 16 der
Peltier-Zelle und des Elektromotors, die halben Schutzringe der
Gebläse
und eine mit Gitter versehene Schutzmaske 19. Die Peltier-Zelle 8 ist
in einer geeigneten Öffnung 20 der
Wand 21 so aufgenommen, dass ihre kalte Oberfläche innerhalb
des Abteils liegt und ihre heiße Oberfläche außerhalb
desselben liegt. Der kalte Körper 9 ist
an der kalten Oberfläche
der Peltier-Zelle 8 so befestigt, dass seine Lamellen innerhalb
des Abteils 7 eine Kühlverlängerung
bilden; die Strahlungsplatte 15 ist an der heißen Oberfläche der
Zelle befestigt, um die Wärme
zu absorbieren und außerhalb des
Abteils zu verstreuen, und ist an dem kalten Körper 9 mittels der
Schrauben 22 befestigt, die durch Löcher in der Wand 21,
welche nicht in der Figur gezeigt sind, in die Löcher 22A eingreifen.
Das Gebläse 10 bewirkt,
dass im Inneren des Abteils 7 Luft zirkuliert, wobei diese
Luft dadurch in Berührung
mit dem kalten Körper 9 gekühlt wird
und im Abteil und auch entlang der Leitung 11 verteilt
wird, um alle Pads des Streifens auf einer niedrigen Temperatur
zu halten, einschließlich
derjenigen, die nahe an der Extraktionskammer 4 liegen
(nicht gezeigt). Das Gebläse 14 sammelt
die Luft von außerhalb
des Abteils 7 und sendet diese auf die Strahlungsplatte 15,
wodurch letztere somit gekühlt
wird und die Verteilung der Wärme
erleichtert wird.
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Es
ist klar zu ersehen, dass das Abteil 7 durch ein Isoliermaterial
zweckmäßig geschützt ist, das
der Einfachheit der Darstellung halber in der Figur nicht gezeigt
ist.
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Die
verschiedenen Teile in der 3 sind durch
die gleichen Bezugsziffern wie die entsprechenden Teile in den vorhergehenden
Figuren bezeichnet. 3 zeigt eine schematische Ansicht
der Kaffeemaschine 1 gemäß 1, die in
ihr Gehäuse 23 eingesetzt
ist. Die Vordertür 24 ist
offen und das Wandelement 25, welches die Leitung des Abteils 7 bildet,
ist von seiner tatsächlichen
Position gelöst dargestellt.
Der Behälter 3 ist
noch nicht vollständig
in das Füllabteil 7 eingesetzt
gezeigt und eines der Enden des Padstreifens 2 ist bereits
in eine Position in der Nähe
der Extraktionskammer herausgezogen, bereit für das Zusammenwirken mit den
Zugrädern (in
der Figur nicht gezeigt). In dieser Figur sind die Peltier-Zelle,
der kalte Körper,
die Strahlungsplatte, die Gebläse,
der Elektromotor und die halben Schutzringe (die alle in der 2 gezeigt
sind) in ihren jeweiligen Arbeitspositionen und durch die mit Gitter
versehen Schutzmaske 19 abgedeckt. Die Figur zeigt auch
eine Düse 26,
zugeordnet zu dem mobilen Kopf 4B der Extraktionskammer,
wobei diese Düse
durch die Öffnung 27 an
der Vordertür 24 vorsteht,
um das Getränk
auszugeben.
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4 zeigt
einen Teil der Kaffeemaschine 28 insgesamt ähnlich derjenigen,
die in den vorhergehenden Figuren gezeigt ist, in welcher jedoch
die Peltier-Zelle 29 der unteren Wand 30 des oberen
Endes der Leitung 31 in der Nähe der Extraktionskammer 32 und
damit auch der Wärmetauscher 34 zugeordnet ist,
um die Pads 33, die der Extraktionskammer 32 am
nächsten
liegen, auf einer niedrigen Temperatur zu halten. Das Ende 37 des
Padstreifens steht mit den Zugrädern 40,
wie in der 1 erläutert, im Eingriff. Die Peltier-Zelle 29 ist
in einer Öffnung 41 der Wand 30 so
aufgenommen, dass ihre kalte Oberfläche im Inneren der Leitung 31 liegt
und ihre heiße Oberfläche außerhalb
derselben liegt. Der heißen Oberfläche der
Zelle ist eine Strahlungsplatte 42 zugeordnet, um die Wärme nach
außerhalb
der Leitung zu zerstreuen. Ein Kühlgebläse 43 entfernt
die Wärme
von der Strahlungsplatte und schiebt diese in Pfeilrichtung F1 zur
Außenseite
des Verteilers mittels der Leitung 44.
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5 zeigt
ein Füllabteil 45 für lose gemahlenen
Kaffee oder lose Kaffeebohnen (der Kaffee ist in der Figur nicht
gezeigt), welche mittels der Leitung 45B dem oberen Teil
einer Kaffeemaschine unterhalb dieses Abteils zugeordnet ist, wobei
die Maschine in der Figur ebenfalls nicht gezeigt ist. Die Wand 45A des
Abteils 45 ist durch eine Schicht aus wärmeleitendem Material 46 und
eine Schicht Isoliermaterial 47 ausgekleidet. Weiterhin
bezeichnet die Bezugsziffer 48 eine Peltier-Zelle, die
Bezugsziffer 49 eine Strahlungsplatte und die Bezugsziffer 50 ein
Kühlgebläse. Die
kalte Oberfläche
der Peltier-Zelle 48 steht mit der Schicht wärmeleitenden
Materials 46 in Berührung,
um den Kaffee, welcher in dem Abteil 45 enthalten ist,
auf einer niedrigen Temperatur zu halten. Der heißen Oberfläche der
Peltier-Zelle ist die Strahlungsplatte 49 und das Kühlgebläse zugeordnet (das
in der Figur in einer von der Arbeitsposition entfernten Position
gezeigt ist), das in der Nähe
der Strahlungsplatte montiert ist, um die Wärmeverteilung zu erleichtern.
Die Figur zeigt auch die Kabel 51, welche die Peltier-Zelle
speisen, wobei diese unter der Schicht wärmeleitenden Materials 46 hindurch gehen.