NL1014817C2 - Koffiezetinrichting. - Google Patents

Description

Kofïïezetinrichting.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een koffiezetinrichting omvattende een huis met een cilinder waarin een zuiger aangebracht is voor het met de 5 zuiger verdichten van op die zuiger aangebrachte koffie, waarbij die zuiger met een kruk-drijfstang mechanisme beweegbaar is, waarbij dat krukmechanisme in dat huis aangebracht is, een op die cilinder plaatsbaar deksel voor het met die cilinder en zuiger begrenzen van een compressieruimte, middelen voor het in de compressie ruimte inbrengen van water, middelen voor het uit de compressie ruimte afvoeren van gezette 10 koffie, alsmede middelen voor het verwijderen van de samengeperste koffiepil omvattende een zuiger/cilindereenheid, voor het daarmee verdichten van op die zuiger aangebrachte koffie, waarbij die zuiger met een kruk-drijfstang mechanisme beweegbaar is, een op die cilinder plaatsbaar deksel voor het met die cilinder en zuiger begrenzen van een compressieruimte, middelen voor het in de compressie-ruimte 15 inbrengen van water, middelen voor het uit de compressie ruimte afvoeren van gezette koffie, alsmede middelen voor het verwijderen van de samengeperste koffiepil.

Een dergelijke koffiezetinrichting is in de stand der techniek algemeen bekend. Deze werken in het algemeen met krukas-zuiger/cilinderconstructies waarbij de koffie op de zuiger geplaatst wordt en na het verdichten van de koffie water door de koffie 20 geperst wordt. In het Amerikaanse octrooischrift 5638739 wordt een voorbeeld van een dergelijke constructie aangetrofifen. Na het gebruik van de koffie wordt de geperste koffiepil uit de cilinder gedreven en verwijderd. Dit gebeurt in het Amerikaanse octrooischrift 5638739 met behulp van een zwenkarmconstructie die met behulp van een gecompliceerd tandwielstelsel synchroon loopt met de beweging van de krukas en 25 zuiger. Met deze zwenkarmconstructie wordt de koffiepil van het bovenzijde van de cilinder weggeveegd.

Afsluiting van de bovenzijde van de cilinder vindt met behulp van een gecompliceerd mechanisme omvattende een verdere verschuifbare cilinder plaats.

Uit de Europese aanvrage 1005821, die gepubliceerd is na de prioriteitsdatum van 30 onderhavige aanvrage, is een eerste uitvoeringsvorm van een koffiezetmachine bekend welke zuigerloos werkt en een tweede uitvoering met zuiger waarbij de zuiger door een tandwiel voorzien van schroefdraad wordt. Dit betekent dat een afzonderlijke inrichting 1014817 2 voor het opwekken van fluïdumdruk aanwezig moet zijn waardoor de inrichting gecompliceerd wordt en veel ruimte inneemt.

Uit US 5622099A is een met een zuiger werkende koffiezetinrichting bekend. Deze wordt met behulp van een op de bovenzijde van de koffiezetinrichting 5 aangebrachte bedieningshefboom op en neer bewogen. Dergelijke inrichting is niet geschikt om toegepast te worden bij automatisch werkende koffiezetmachines.

In EP0380450A wordt een constructie beschreven waarbij de cilinder niet vast verbonden is met het huis maar daar omheen kantelbaar is en waarbij de zuiger in een bepaalde gekantelde positie verplaatst wordt.

10 Het is het doel van de onderhavige uitvinding een koffiezetinrichting van het hierboven beschreven soort aanzienlijk te vereenvoudigen door het aantal daarvoor gebruikte onderdelen wezenlijk te verminderen.

Dit doel wordt bij een hierboven beschreven koffiezetinrichting bereikt doordat dat verplaatsbare deksel omvat een zwenkarmconstructie, die zodanig in hoofdzaak om 15 de hartlijn van dat krukmechanisme roteerbaar is, dat dat deksel boven en weg van het uiteinde van de cilinder te bewegen is, welke zwenkarmconstructie in hoofdzaak loodrecht op de rotatie-hartlijn daarvan reciproceerbaar is, teneinde dat deksel afdichtend in aangrijping met dat cilinderuiteinde te brengen.

Door een zwenkarmconstructie toe te passen voor verplaatsing van het deksel op 20 de cilinder kan een bijzonder eenvoudige constructie verkregen worden. Doordat de zwenkarm in hoofdzaak om de hartlijn van de krukas draait wordt een bijzonder compacte inrichting verkregen.

Een dergelijke zwenkarmconstructie kan op enigerlei in de stand der techniek bekende wijze aangedreven worden. Bij voorkeur wordt deze echter aangedreven door de 25 krukas. Indien de constructie passend uitgevoerd wordt, is rechtstreekse aandrijving door de krukas mogelijk, dat wil zeggen zonder het tussenschakelen van tandwielen en andere overbrengorganen.

De reciprocerende beweging van de schommelarm om het deksel afdichtend op het vrije uiteinde van de cilinder te brengen, kan eveneens op elk in de stand der 30 techniek bekende wijze uitgevoerd worden. Deze wordt echter bij voorkeur uitgevoerd met behulp van een nok-nokvolgermechanisme. Dit nok-nokvolgermechanisme is bij voorkeur eveneens op de krukas van de zuiger aangebracht. Ook hierdoor kan verdere vereenvoudiging van de koffiezetinrichting volgens de uitvinding verkregen worden.

10148 17 3

Daardoor kan de koffiezetinrichting goedkoper vervaardigd worden en zullen minder onderdelen slijten en zijn eventueel versleten onderdelen makkelijker te vervangen. Eveneens kan reinigen op eenvoudige wijze uitgevoerd worden.

De hierboven beschreven constructie werkt in het bijzonder indien de krukas 5 verschillende richtingen draait. Dat wil zeggen niet uitsluitend in een richting draait tijdens een koffiezetproces. Met name indien een combinatie met nokken-nokvolgers beoogd wordt voor het aandrijven van de zwenkarmconstructie is een dergelijke beweging in verschillende richtingen van voordeel. Vanzelfsprekend is een daarbij behorende passende sturing aanwezig.

10 Bepaalde delen van het bewegingsverloop van de zwenkarmconstructie kunnen met behulp van een veer of dergelijke gestuurd worden.

Volgens een van voordeel zijnde uitvoering van de uitvinding is in de afvoer van de gezette koffie een klep aanwezig met veranderbare restrictie. De klepconstructie is zodanig uitgevoerd dat bij verhoudingsgewijs lage druk een verhoudingsgewijs grote 15 doorlaat aanwezig is. Wordt de druk hoger dan zal de doorlaat kleiner worden.

Op deze wijze is het mogelijk zonder verdere mechanische onderdelen en/of sturingen afhankelijk van de druk van het water dat door de koffie beweegt een hogere tegendruk op te bouwen in de koffie. Op deze wijze kan slechts gestuurd door de inlaatdruk van het water in de koffie de tegendruk van het water in de koffie bepaald 20 worden. Op deze wijze is het op eenvoudige wijze mogelijk hetzij “gewone” koffie hetzij expresso koffie hetzij varianten daarvan te bereiden.

Begrepen zal worden dat de zo juist beschreven klepconstructie eveneens in combinatie met andere koffiezetinrichtingen bekend uit de stand der techniek toegepast kan worden. Immers, deze klepconstructie is volledig onafhankelijk van het overige 25 van de koffiezetinrichtingen. Vanzelfsprekend is het zo dat de al eenvoudige constructie van de koffiezetinrichting verder vereenvoudigd wordt door het toepassen van een dergelijke klep.

Verdere bijzonderheden en details van de uitvinding blijken uit de bijgevoegde tekeningen. Daarbij toont: 30 fig. 1 in dwarsdoorsnede de meest essentiële delen van de koffiezetinrichting volgens de uitvinding; fig. la een detail van klep 20 uit fig. 1; fig. 2 een doorsnede volgens de lijn II in fig. 1; en 1014817 4 fig. 3-6 de in fig. 2 getoonde constructie gedurende verschillende stadia van de koffiebereiding.

Van een koffiezetinrichting volgens de uitvinding is in de tekeningen slechts het deel wezenlijk voor de uitvinding afgebeeld. Meer in het bijzonder is slechts het deel 5 afgebeeld waarmee de koffie verdicht wordt en waarbij water door de koffie geleid wordt.

De inrichting volgens de uitvinding kan zowel gebruikt worden voor het zetten van espressokoffïe als andere koffiesoorten. Begrepen dient echter te worden dat de inrichting ook uitgevoerd kan zijn voor het uitsluitend bereiden van slechts een koffie-10 soort.

De inrichting volgens de uitvinding is in de figuren in het geheel met 1 aangegeven. Deze bestaat uit een niet nader aangegeven huis waarvan een cilinder 2 deel uitmaakt. Binnen de cilinder kan een zuiger 3 op en neer bewegen. Zuiger 3 is voorzien van een dubbele afdichting. De bovenste afdichting is aangegeven met 4 en de 15 onderste afdichting is aangegeven met 5. Daartussen wordt een aantal vensters 6 begrensd. Deze vensters 6 zijn in verbinding te brengen met een toevoerleiding 7 voor warm en onder druk staand water. Dit water wordt verschaft via een schematisch afgebeelde pomp 38. Vensters 6 staan in verbinding met afgeefopeningen 8. De zuiger 3 is via zuigerstang 9 verbonden met een kruktap 10 die op zijn beurt deel uitmaakt van 20 een krukas 11 die met een slechts schematisch afgebeelde motor 12 verbonden is. In zuiger 3 is een beluchtingsklep 37 aanwezig die zodanig werkt dat in de boven de zuiger 3 begrensde ruimte geen onderdruk kan ontstaan. Dat wil zeggen, met zuiger 3 kan uitsluitend overdruk opgewekt worden.

Een schommelarm 13 is aanwezig voorzien van stuuropeningen 14 en 15. Uit de 25 tekening blijkt dat de rand van de openingen 14, 15 aangrijpt op nader te beschrijven curveschijven 27. Door middel van twee spiraalveren 18 wordt de schommelarm 13 in opwaartse richting (in de tekening) gedreven. Schommelarm 13 is voorzien van een deksel 39 waarin een filterplaat 19 is aangebracht voorzien van een filter 20.

Filterplaat 19 is voorzien van een afdichtring 32 die samenwerkt met het vrije 30 boveneinde van de cilinder 2. In filterplaat 19 is bovendien een klep 20 aangebracht. Klep 20 (fig. la) bestaat uit een elastisch benedendeel 21 dat bijvoorbeeld uit een rubberachtig materiaal vervaardigd kan zijn, en voorzien is van een restrictieschijf 22 met een diameter van bijvoorbeeld 1,0 mm.

1014817 5

Het bovendeel van klep 20 is met 23 aangegeven en bestaat uit een verhoudingsgewijs stijf materiaal. In dit bovendeel is een hulprestrictie 24 aanwezig alsmede een ringvormig omloopkanaal 25. De klep is verbonden met afVoer 26 voor de koffie, die op niet nader afgebeelde wijze verbonden is met een Ieidingstelsel of op andere wijze 5 ervoor zorgdraagt dat de koffie in de beker respectievelijk andere opslaghouder terecht komt. Daarbij is het benedendeel 21 voorzien van een conus 34 en is het bovendeel voorzien van een conus 35. Bij deformatie van het benedendeel 21 komen conussen 34 en 35 met elkaar in aangrijping.

Op de krukas 11 is een hierboven reeds aangeduide curveschijf 27 aangebracht. 10 Deze is voorzien van uitsparingen 28 en 29. De schoxnmelarm 13 is voorzien van een nok 30 in stuuropeningen 14 en 15 ingericht om in aangrijping te komen met de curveschijf 27 respectievelijk de uitsparingen daarvan.

Een schematisch met 31 aangegeven sturing is aanwezig.

De hierboven beschreven inrichting werkt als volgt: 15 Tijdens een eerste fase van het koffiezetproces (fig. 3) bevindt de schommelarm zich in zodanige positie dat de opening van cilinder 2 vrij is.

In deze positie wordt op niet nader afgebeelde wijze koffie 40 op de zuiger 3 gebracht. De hoeveelheid koffie kan bijvoorbeeld afhankelijk zijn van het gewenste product: een kleine hoeveelheid voor "gewone" koffie en een grotere hoeveelheid voor 20 espressokoffie.

Zoals uit fig. 3 blijkt rust de schommelarm 13 tegen aanslag 33 van de behuizing waarin de inrichting 1 volgens de uitvinding opgenomen is. Nok 30 bevindt zich in uitsparing 29 en door de werking van spiraalveren 18 wordt de schommelarm in de figuren naar boven gedrukt. Behalve het bewerkstelligen van een veerdruk in opwaartse 25 richting dienen de spiraalveren 18 eveneens voor het opwekken van een kracht linksom in de figuren, dat wil zeggen, streven ernaar de schommelarm 13 in de positie boven de cilinder 2 te bewegen.

Uitgaande van de positie getoond in fig. 3 draait de motor 12 in het getoonde aanzicht de krukas 11 linksom. Bij deze beweging beweegt de zuiger 3 naar beneden en 30 tegelijkertijd wordt de schommelarm 13 mee naar links bewogen totdat deze op niet nader afgebeelde wijze een aanslag 36 treft.

Bij verdere rotatie van krukas 11 in de richting van de pijl getoond in fig. 3 en 4 wordt schommelarm 3 naar beneden getrokken. Immers, verdere beweging linksom is 1014817 6 vanwege de aanslag 36 ónmogelijk zodat de nok 30 bij het bereiken van het einde van de uitsparing 29 door de curveschijf naar beneden gedrukt wordt tegen de veerkracht van veren 18 in. Daardoor komt de afdichting 32 van filterplaat 19 in aangrijping met het vrije uiteinde van cilinder 2.

5 Vervolgens beweegt zuiger 3 aangedreven door motor 12, die nog steeds linksom draait, weer opwaarts waarbij verdichting van koffie 40 plaatsvindt.

Afhankelijk van de hoeveelheid koffie zal de zuiger zich meer of minder hoog bevinden. De "hoogte" van kamer 6 is echter zodanig dat in deze positie de kamer 6 altijd in verbinding zal staan met de toevoerleiding 7. Met behulp van sturing 31 wordt 10 verdichting van de koffie 40 geconstateerd. Dat wil zeggen, indien bijvoorbeeld de hoeveelheid stroom opgenomen door motor 12 een bepaalde waarde overschrijdt wordt geconstateerd dat voldoende verdichting aanwezig is en wordt de motor uitgeschakeld of wordt daaraan minder stroom toegevoerd zodat geen verdere of minder verdichting plaatsvindt.

15 Vervolgens wordt water door leiding 7 toegevoerd. Dit is bij voorkeur verhit wa ter. Afhankelijk van het product dat bereid moet worden wordt de druk van het water met sturing 31 gekozen. Dat wil zeggen, de opbrengst van de pomp 38 wordt door de sturing 31 zodanig gestuurd dat het gewenste product verkregen wordt.

Voor gebruikelijke koffie zal met een verhoudingsgewijs lage druk gewerkt wor-20 den terwijl voor espressokoffie met een hogere druk (bijvoorbeeld hoger dan 7 atmosfeer) gewerkt zal worden.

In beide gevallen zal het warme toegevoerde water via de kamer 6 door openin-gen 8 de koffie binnentreden en de koffie via de filterplaat 19 weer verlaten waarbij door de filterplaat vanzelfsprekend koffie tegengehouden wordt. Afhankelijk van de 25 uittreeddruk zal klep 20 functioneren. Bij verhoudingsgewijs lage druk zal geringe of geen deformatie van het rubberen benedendeel 21 optreden, dat wil zeggen conus 34 wordt niet tegen conus 35 gedrukt. Daardoor ondervindt het water alleen hinder van restrictie 22 en zal de druk in de koffie verhoudingsgewijs laag blijven.

Wordt echter met hogere druk water toegevoerd, dan zal dit resulteren in een 30 grotere deformatie van het benedendeel 21 van klep 20 waardoor conus 34 en 35 op elkaar afdichten door deformatie van het benedendeel 21. Behalve verhoudingsgewijs geringe restrictie 22 komt nu het effect van de kleinere restrictie 24 (bijvoorbeeld 0,7 mm) tot werking.

10148 l a 7

Door deze nauwere restrictie zal een hogere druk opgewekt worden in de koffie waardoor espresso bereid kan worden.

Het koffiebereidingsproces duurt typisch 10-15 seconden. Aan het einde van het proces is de koffie uitgeput en zal in hoofdzaak water in afvoer 26 aanwezig zijn. Ver-5 volgens wordt de motor 12 weer aangeschakeld en beweegt in tegengestelde richting zoals getoond is in fig. 5, 6. Bij deze retourbeweging blijft de "koffiepil” hechten aan . de cilinder en niet aan de schommelarm. De schommelarm is voorzien van een afstroopstrip 36. Opwekken van onderdruk tussen de koffiepil en de bovenzijde van de zuiger wordt vermeden door klep 33. Deze retourbeweging vindt plaats totdat nok 30 in 10 uitsparing 29 valt. Door de veerkracht beweegt schommelarm 13 naar boven en bestaat niet langer afdichting tussen afdichtrand 32 en het boveneinde van cilinder 2. Vervolgens beweegt de schommelarm 3 mee met de krukas 11. De afschuifbeweging langs de koffiepil kan verhoudingsgewijs eenvoudig uitgevoerd worden. Schommelarm 13 beweegt tot de positie getoond in fig. 5 tegen de aanslag 33 van de behuizing. 15 Vervolgens wordt de schommelarm weer naar beneden gedrukt doordat kruk 11 verder draait en het "einde" van uitsparing 29 bereikt is. Bij het verder draaien van de kruk 11 beweegt de zuiger 3 thans tot het bovenste dode punt daarvan waarbij de koffiepil 41 tot boven het niveau van cilinder 2 bewogen wordt

Vervolgens komt nok 30 in uitsparing 28 te liggen. Onder invloed van spiraalve-20 ren 18 beweegt daardoor niet alleen schommelarm 13 omhoog maar schiet eveneens naar links zoals getoond is in fig. 6. Daarbij wordt door afstroopstrip 36 de koffiepil naar links verwijderd. Bij verdere rotatie wordt bij het in aangrijping komen van het "einde" van uitsparing 28 nok 30 en zo schommelarm 13 rechtsom gedraaid totdat de uitgangspositie zoals getoond in fig. 3 bereikt wordt.

1014817

Claims (8)

1. Koffiezetinrichting (1) omvattende een huis met een cilinder (2) waarin een zuiger (3) aangebracht is voor het met de zuiger verdichten van op die zuiger aangebrachte 5 koffie, waarbij die zuiger met een kruk-drijfstang (10, 11) mechanisme beweegbaar is, waarbij dat krukmechanisme in dat huis aangebracht is, een op die cilinder plaatsbaar deksel (39) voor het met die cilinder en zuiger begrenzen van een compressieruimte, middelen voor het in de compressie ruimte inbrengen van water, middelen voor het uit de compressie ruimte afvoeren van gezette koffie, alsmede 10 middelen voor het verwijderen van de samengeperste koffiepil, met kenmerk, dat dat verplaatsbare deksel omvat een zwenkarmconstructie (13), die zodanig in hoofdzaak om de hartlijn van dat krukmechanisme roteerbaar is, dat dat deksel boven en weg van het uiteinde van de cilinder te bewegen is, welke zwenkarmconstructie in hoofdzaak loodrecht op de rotatie-hartlijn daarvan 15 reciproceerbaar is, teneinde dat deksel afdichtend in aangrijping met dat cilinderuiteinde te brengen.

2. Koffiezetinrichting volgens conclusie 1, waarbij die zwenkarmconstructie (13) door die krukas aandrijfbaar is.

3. Koffiezetinrichting volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij een nok-20 nokvolgermechanisme aanwezig is voor het voortbrengen van die reciprocerende beweging.

4. Koffiezetinrichting volgens conclusie 3, waarbij die nok of nokvolger op die krukas is aangebracht en die nokvolger of nok op die zwenkarmconstructie is aangebracht.

5. Koffiezetinrichting omvattende veermiddelen om die zwenkarmconstructie in de 25 positie boven het vrije uiteinde van die cilinder te drijven.

6. Koffiezetinrichting volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij die zwenkarmconstructie van middelen (36) voor het afvoeren van die koffiepil voorzien is.

7. Koffiezetinrichting volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij die krukas 30 in twee richtingen roteerbaar is uitgevoerd.

8. Koffiezetinrichting volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij die middelen voor het uit de compressieruimte afvoeren van gezette koffie een op druk reagerende restrictie omvatten, zodanig uitgevoerd, dat bij verhoudingsgewijs lage 1014817 druk een restrictie met grotere doorlaat aanwezig is en bij verhoudingsgewijs hogere druk een restrictie met kleinere doorlaat. 1014817