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Dokumentenidentifikation DE4215886C2 21.10.1999
Titel Vorratsbehälter
Anmelder WMF Württembergische Metallwarenfabrik AG, 73312 Geislingen, DE
Erfinder Anderl, Siegfried, 7341 Amstetten, DE
Vertreter Grünecker, Kinkeldey, Stockmair & Schwanhäusser, Anwaltssozietät, 80538 München
DE-Anmeldedatum 14.05.1992
DE-Aktenzeichen 4215886
Offenlegungstag 18.11.1993
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 21.10.1999
Veröffentlichungstag im Patentblatt 21.10.1999
IPC-Hauptklasse A47J 31/50
IPC-Nebenklasse B65D 81/20   B65D 83/00   B67C 9/00   B67D 1/12   

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf einen Vorratsbehälter für Kaffeegetränk der im Oberbegriff von Anspruch 1 erläuterten Art.

Frisch gebrühter Kaffee kann nur eine äußerst begrenzte Zeit gelagert werden, wenn Luftsauerstoff Zutritt hat. Durch den Luftsauerstoff treten Oxidationsprozesse im Kaffeegetränk auf, die sich zeitabhängig sehr nachteilig auf dessen Geschmack auswirken. Bei einem aus der US-PS 4 363 262 beschriebenen Vorratsbehälter der obengenannten Art wird deshalb vorgeschlagen, auf die Oberfläche des Kaffeegetränks im Aufbewahrungsraum des Vorratsbehälters ein bewegliches Teil, insbesondere einen Schwimmkolben aufzulegen, der dem absinkenden Niveau des Kaffeegetränks bei der Ausgabe von Kaffee aus dem Vorratsbehälter folgt. In den Teil des Volumens des Aufnahmeraums oberhalb des Schwimmkolbens, der mit absinkendem Niveau des Kaffeegetränks nicht mehr von diesem ausgefüllt wird, wird Luft nachgesaugt. Durch den Schwimmkolben soll ein Kontakt zwischen dem bevorrateten Kaffeegetränk und dem Luftsauerstoff der nachgesaugten Luft verhindert werden. Für einen effektiven Oxidationsschutz muß jedoch der Kolbenrand einerseits gegen die Wandung des Vorratsbehälters abgedichtet sein, wobei diese Abdichtung jedoch andererseits eine selbsttätige Bewegung des Schwimmkolbens, insbesondere bei fallendem Getränkespiegel, durch übermäßige Reibung nicht verhindern darf. Bezeichnenderweise müssen bei dem bekannten Vorratsbehälter Pumpen zum Ein- und Auspumpen des Aufbewahrungsraums vorgesehen werden. Die weiterhin vorgeschlagenen konstruktiven Ausgestaltungen der dem Flüssigkeitsspiegel folgenden, beweglichen Bauteile, sind entweder konstruktiv sehr aufwendig oder nicht besonders wirksam. Darüber hinaus sind alle vorgeschlagenen Konstruktionen recht schwer zu reinigen.

Man hat weiterhin versucht, beispielsweise in der US- PS 3 261 507 oder der US-PS 3 582 351, ein Kaffeegetränk mit Hilfe von Kohlendioxyd unter Druck haltbar zu machen, wie dies beispielsweise für Limonaden oder Tafelwässer üblich ist. Bei diesen Verfahren wird das Kohlendioxyd direkt im Kaffeegetränk gelöst. In beiden Druckschriften wird jedoch darauf hingewiesen, daß das Kaffeegetränk unbedingt wieder entgast werden muß, um eine gravierende Beeinträchtigung des Geschmacks zu vermeiden. In der US-PS 3 261 507 geschieht dies dadurch, daß das Kaffeegetränk vor der Ausgabe an den Verbraucher entspannt und erwärmt wird, wobei das ausgasende Kohlendioxyd in die Atmosphäre entlassen wird. Abgesehen davon, daß es wahrscheinlich nicht möglich ist, auch den letzten Rest an gelöstem Kohlendioxyd auszutreiben, wirkt sich ein Aufwärmen eines vorab gebrühten Kaffeegetränks ebenfalls äußerst nachteilig auf seinen Geschmack aus. Bei der US-PS 3 582 351 wird vorab ein starker Kaffee-Extrakt gebrüht und dieser mit Kohlendioxyd versetzt gelagert. Das gelöste Kohlendioxyd soll sich beim Ausgeben und Verdünnen des Kaffee-Extrakts aufgrund der dabei entstehenden Verwirbelungen in die Atmosphäre verflüchtigen. Auch hierbei muß bezweifelt werden, daß die gesamte Menge des gelösten Kohlendioxyds wieder entfernt werden kann.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen Vorratsbehälter bereitzustellen, mit dem Kaffeegetränk auf konstruktiv einfache und wirtschaftliche Weise ohne Geschmackseinbußen über einen längeren Zeitraum bevorratet werden kann.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann der beim Entleeren des Vorratsbehälters entstehende Freiraum oberhalb des Kaffeeniveaus durch Inertgas gefüllt werden, so daß ein Kontakt des Kaffeegetränks mit Luftsauerstoff wirksam unterbunden wird, ohne daß mechanische und somit störanfällige und wartungsbedürftige, Einbauten im Vorratsbehälter notwendig sind und ohne daß dadurch zusätzliche Reinigungsprobleme entstehen. Da das Inertgas bei jedem Befüll- und Entleerungsvorgang zwischen dem Aufbewahrungsraum für das Kaffeegetränk im Vorratsbehälter und dem Ausgleichsraum hin- und herströmt, sind die Verluste an Inertgas während des normalen Betriebs vernachlässigbar klein, so daß sehr wirtschaftlich gearbeitet werden kann. Erfindungsgemäß kann drucklos gearbeitet werden, so daß nicht die Gefahr besteht, daß sich einerseits Inertgas im Kaffeegetränk löst und dessen Geschmack beeinträchtigt und bei andererseits leerem Behälter und geöffnetem Auslaufventil infolge des fehlenden Druckunterschieds praktisch kein Gasaustausch mit der Atmosphäre erfolgt.

Konstruktiv besonders einfache Ausgestaltungen des Ausgleichsbehälters sind in den Ansprüchen 2 und 3 beschrieben.

Durch die Ausgestaltung nach Anspruch 4 kann ein periodisch notwendiger Gasaustausch auf einfache Weise durchgeführt werden, bzw. es kann Gas nachgefüllt werden, falls während des Betriebs doch Gasverluste auftreten sollten.

Durch das Überdruckventil gemäß Anspruch 5 wird das Inertgas auf Atmosphärendruck bzw. knapp darüber gehalten.

Anspruch 6 beschreibt eine besonders bevorzugte, konstruktiv einfache Ausgestaltung eines derartigen Überdruckventils.

Durch die Fühlereinrichtung gemäß Anspruch 7 kann festgestellt werden, ob sich noch ausreichend Inertgas im System befindet, wobei durch die Ausgestaltung nach Anspruch 8 selbsttätig Inertgas nachgefüllt werden kann, falls Inertgasverluste festgestellt wurden.

Die Entleerungshilfeeinrichtung gemäß Anspruch 9 vergleichmäßigt das Ausströmen des Gases aus dem Ausgleichsraum. Die Belastung sollte jedoch lediglich einige wenige Gramm betragen, so daß sie das Befüllen des Aufbewahrungsraums für das Kaffeegetränk nicht behindert.

Die Ansprüche 10 bis 12 beschreiben besonders bevorzugte, konstruktive Ausgestaltungen der Entleerungshilfeeinrichtung.

Durch die Entgasungsvorrichtung gemäß Anspruch 13 kann die gegebenenfalls während des Brühvorganges aufgenommene Luft aus dem Kaffeegetränk ausgetrieben werden, bevor dieses den Aufbewahrungsraum erreicht, so daß in den Aufbewahrungsraum kein Luftsauerstoff mitgeschleppt wird.

Der Überlauf gemäß Anspruch 14 erleichtert die Wiederbefüllung bei Inbetriebnahme bzw. nach einer Reinigung.

Anspruch 15 beschreibt zwei besonders bevorzugte Inertgase.

Durch die Ausgestaltung nach Anspruch 16 wird sichergestellt, daß ein Ansteigen der Sauerstoffkonzentration feststellbar ist, so daß die Inertgasfüllung ausgetauscht werden kann.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines Vorratsbehälters im Teilschnitt,

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispieles eines Vorratsbehälters im Teilschnitt, in Verbindung mit einer Kaffeemaschine,

Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Vorratsbehälters in schematischem Teilschnitt in Verbindung mit einer Kaffeemaschine, und

Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Vorratsbehälters im schematischen Teilschnitt in Verbindung mit einer Kaffeemaschine.

Fig. 1 zeigt einen Vorratsbehälter 1 mit einer zylindrischen, im wesentlichen allseitig geschlossenen, isolierten Wandung 2 und einem dicht auf der Wandung 2 sitzenden, abnehmbaren Deckel 3. Im Inneren der Wandung. 2 ist ein Aufnahmeraum 4 für Kaffeegetränk 5 ausgebildet. Der Aufnahmeraum 4 weist ein konstantes, vorab festgelegtes Volumen auf. Im Deckel 3 ist ein Befülltrichter 6 angeordnet, der mit einer Befülleitung 6a bis in die Nähe der unteren Begrenzung des Aufnahmeraumes 4 reicht. Am tiefsten Punkt des Aufnahmeraums 4 ist eine Entleerungsöffnung 7 vorgesehen, die durch einen Absperrhahn 8 verschließbar ist. Der Boden des Aufnahmeraums 4 kann durch eine Heizung 9 beheizt werden.

Unterhalb des Aufnahmeraums 4 wird durch eine Einwölbung 2a der Wandung 2 des Vorratsbehälters 1 ein Ausgleichsraum 10 gebildet, der an der der Wölbung 2a gegenüberliegenden Seite von einer Wandung 11 aus einem folienähnlichen, flexiblen, verformbaren jedoch kaum dehnbaren Material begrenzt wird. Die flexible Wandung 11 ist so groß, daß sie sich an die Wölbung 2a anlegen kann, so daß das Volumen des Ausgleichsraums 10 gegen Null geht. In der in Fig. 1 gestrichelten, von der Wölbung 2a am weitesten entfernten Stellung der flexiblen Wandung 11 hat der Ausgleichsraum 10 mindestens das gleiche Volumen wie der Aufbewahrungsraum 4, wobei bevorzugt das Volumen des Ausgleichsraums 10 geringfügig größer ist als das des Aufbewahrungsraums 4.

Die dem Ausgleichsraum 10 abgewandte Seite der flexiblen Wandung 11 steht mit der Atmosphäre in Verbindung, was über eine ständig offene Belüftungsöffnung 12 geschehen kann, falls durch einen Boden 2b der Wandung 2 in diesem Bereich eine Luftkammer 13 gebildet wird.

Der Ausgleichsraum 10 steht mit der höchsten Stelle des Aufbewahrungsraums 4 über eine Ausgleichsleitung 14 in Verbindung, in die ein absperrbares Ventil 15 und ein Rückschlagventil 16 parallel geschaltet sind. Das Rückschlagventil 16 öffnet in Richtung vom Ausgleichsraum 10 zum Aufbewahrungsraum 4. Das Rückschlagventil 16 und das absperrbare Ventil 15 können zu einem Bauteil zusammengefaßt sein.

Der Ausgleichsraum 10 steht weiterhin ständig oder bei Bedarf über eine absperrbare Leitung 17 mit einer nicht gezeichneten Druckgasquelle für das Inertgas in Verbindung.

Im Deckel 3 ist ein weiteres Rückschlagventil 18 angeordnet, das als Sicherheitsventil wirkt. Das Rückschlagventil 18 öffnet in Richtung vom Ausgleichsraum 4 in die Atmosphäre bei einem Druck, der nur geringfügig über Atmosphärendruck liegt.

Bei höherem Druck, wie er beim Befüllen mit Schutzgas kurzzeitig auftreten kann, ist das Ansprechen des Sicherheitsventils 18 durch eine Anzeigeeinrichtung 18a von außen erkennbar.

Bei der ersten Inbetriebnahme des Vorratsbehälters 1 wird das Ventil 15 in der Ausgleichsleitung 14 sowie der Absperrhahn 8 der Entleerungsöffnung 7 geschlossen.

Über die Belüftungsöffnung 12 wird Luft ggfs. auch Schutzgas, eingeblasen, so daß sich die flexible Wandung 11 an der Wölbung 2a anlegt und die im Ausgleichsraum 10 vorhandene Luft oder das sich bereits dort befindliche Inertgas über das Rückschlagventil 16 in den Aufbewahrungsraum 4, bzw. das Sicherheitsventil 18 in die Atmosphäre gepreßt wird. Anschließend wird Inertgas, wie beispielsweise Kohlendioxid oder Stickstoff, über die Gasleitung 17, immer noch bei geschlossenem Ventil 15 in den Ausgleichsraum 10 eingeblasen, bis die flexible Wandung die gestrichelt gezeichnete Stellung einnimmt. Durch die Wirkung des Rückschlagventils 16 kann sich im Ausgleichsraum beim Befüllen nur ein geringer Überdruck aufbauen: überschüssiges Schutzgas entweicht über die Leitung 14 in den Vorratsbehälter und das Ventil 18 ins Freie. Durch entsprechende Ausbildung des Ventils 18 kann dem Bediener die vollständige Befüllung des Ausgleichsraums 10 mit Schutzgas durch die Anzeige 18a signalisiert werden. Der ähnlich einem Fahrradschlauch-Ventil ausgebildete Schutzgasanschluß 17 verhindert auch nach Abnehmen der Füll-Leitung das Entweichen des Inertgases.

Wird nun über den Trichter 6 Kaffeegetränk eingefüllt, wobei ggfs. der Trichter 6 direkt als Brüheinrichtung ausgebildet sein kann, wird mit steigendem Flüssigkeitsspiegel 5a im Aufbewahrungsraum 4 die Luft verdrängt und durch das Rückschlagventil 18 ausgepreßt.

Nachdem der Aufbewahrungsbehälter völlig mit Getränk gefüllt ist, wird das Ventil 15 geöffnet, so daß über die Ausgleichsleitung 14 der Vorratsraum 4 mit dem Ausgleichsraum 10 in Verbindung steht.

Die erstmals notwendige vollständige Befüllung des Aufbewahrungsraums kann über nicht dargestellte Kontrolleinrichtungen, wie Wasserstandsglas, transparenter Deckel o. ä., überwacht werden. Im System befindet sich nunmehr im wesentlichen kein Luftsauerstoff mehr.

Bei fallendem Flüssigkeitsspiegel infolge Getränkeentnahme über den Absperrhahn 8 wird Inertgas aus dem Ausgleichsraum 10 in den Aufbewahrungsraum 4 nachgesaugt. Da der Druck innerhalb und außerhalb des Vorratsbehälters 1 ausgeglichen ist, kann auch bei leerem Vorratsbehälter und kurzzeitig geöffnetem Absperrhahn 8 im nennenswerten Umfang weder Inertgas entweichen noch Luft angesaugt werden.

In der weiteren Folge ist es nicht erforderlich, das Absperrventil 15 zu betätigen oder den Vorratsbehälter jeweils vollständig zu befüllen. Nach dem Entleeren des Vorratsbehälters bleibt der Vorratsraum mit Schutzgas befüllt. Bei einer späteren Teilfüllung wird mit ansteigendem Niveau 5a des Kaffeegetränks 5 im Aufbewahrungsraum 4 das Inertgas aus dem Aufbewahrungsraum 4 über die Ausgleichsleitung 14 in den Ausgleichsraum 10 zurückgedrückt. Fällt das Niveau 5a des Kaffeegetränks 5 im Aufbewahrungsraum 4 durch Ausgabe von Kaffee wieder, wird wiederum Inertgas aus dem Ausgleichsraum 10 in den Aufbewahrungsraum 4 zurückgesaugt, so daß immer der nicht durch Kaffeegetränk 5 ausgefüllte Teil des Gesamtvolumens des Aufbewahrungsraums 4 mit Inertgas gefüllt ist.

Zur Reinigung des Behälters wird dieser zuerst vollständig mit Wasser - dem ein Reinigungsmittel zugesetzt sein kann befüllt. Anschließend wird das Ventil 15 geschlossen. Das gesamte Schutzgas ist nun im Ausgleichsraum 10 eingeschlossen. Nunmehr kann der Deckel 3 abgenommen und der Vorratsraum herkömmlich gereinigt werden. Das in jedem Fall notwendige Klarspülen erfolgt bei aufgesetztem Deckel über die Öffnung 6. Dabei muß der Behälter wiederum vollständig befüllt werden. Nun wird das Ventil 15 wiederum geöffnet und das Klarspülwasser über den Zapfhahn 8 abgelassen.

Für die nächste Benutzung sind keinerlei Vorbereitungen bezüglich des Schutzgases erforderlich. Der Behälter ist jederzeit einsetzbar auch nach längerer Nichtbenutzung. Selbstverständlich bleibt der Entnahmehahn 8 dabei geschlossen, um einen bei längerer Öffnungsdauer möglichen Gasaustausch mit der Atmosphäre zu unterbinden.

Fig. 2 zeigt einen weiteren erfindungsgemäßen Vorratsbehälter 101, der direkt an einen Brüher 120 einer Kaffeemaschine angeschlossen ist. Der Vorratsbehälter 101 weist einen von einer Wandung 102 und einem Deckel 103 umschlossenen Aufbewahrungsraum 104 für Kaffeegetränk 105 auf. In den Boden 102b mündet eine Einfüll-Steigleitung 106 vom Brüher 120, die durch ein Rückschlagventil 106a derart verschlossen ist, daß Kaffeegetränk 105 nicht vom Aufbewahrungsraum 104 in den Brüher 120 zurückfließen kann. Die tiefste Stelle des Aufbewahrungsraums 104 ist mit einer Entleerungsleitung 107 verbunden, die über einen Absperrhahn 108 verschlossen und geöffnet werden kann.

Der Deckel 103 liegt dicht aber nur lose auf und ist so leicht, daß er als Überdruckventil wirkt und angehoben wird, sobald der Druck im Inneren des Aufbewahrungsraums 104 über Atmosphärendruck ansteigt.

An einem Gehäuseteil 121 der Kaffeemaschine ist eine Blase 111 aus einem luftundurchlässigen, folienartigen, flexiblen, aber nicht dehnbaren Material befestigt, die einen Ausgleichsraum 110 mit variablem Volumen umschließt. Das Volumen des Ausgleichsraums 110 kann von Null bis auf einen Wert erhöht werden, der mindestens so groß wie das Volumen des Aufbewahrungsraums 104 ist. Der Ausgleichsraum 110 ist über eine Ausgleichsleitung 114 mit dem oberen Bereich des Aufbewahrungsraums 104 in der Nähe des Deckels 103 verbunden, wobei ein Prallschild 122 über der Einmündungsstelle der Ausgleichsleitung 114 dafür sorgt, daß einströmendes Schutzgas nach unten umgelenkt und der Deckel 103 nicht versehentlich abgehoben wird. In die Ausgleichsleitung 114 mündet eine durch ein Ventil 117a absperrbare Gasleitung 117 aus einer Druckgasflasche 123, in der Inertgas, wie beispielsweise Kohlendioxyd oder Stickstoff, unter Druck aufbewahrt wird.

Das Gasventil 117a wird über eine Steuerung 124 gesteuert, die eine entsprechend des Füllstandes des Ausgleichsraums 110 betätigbare Überwachungseinrichtung 125 enthält, die im gezeigten Ausführungsbeispiel einen ersten, bei der Maximalauswölbung der Blase 111 ansprechenden Überwachungskontakt 125a und einen zweiten, bei einer etwas geringeren Auswölbung ansprechenden Überwachungskontakt 125b aufweist, die anzeigt, daß gerade noch genügend Inertgas vorhanden ist, um den Aufbewahrungsraum 104 vollständig von Kaffee entleeren zu können. Die Überwachungseinrichtung 125 ist mit einem Stift 126 verbunden, der durch die sich vergrößernde Blase 111 berührt und gedrückt wird, um die Überwachungskontakte 125a, 125b zu betätigen. Die Überwachungseinrichtung 125 wird beim erstmaligen Befüllen mit Inertgas aktiviert und sperrt das Ventil 117a, wenn die Blase 111 ihr Maximalvolumen erreicht hat. Dadurch wird ein Überdruck des Inertgases im System verhindert.

Um Gasverluste feststellen und ausgleichen zu können, wird die Überwachungseinrichtung 125 bei jeder oder bei ausgewählten Neubefüllungen des Aufbewahrungsraums 104 mit einer frisch gebrühten Charge Kaffee abgefragt, um festzustellen, ob der Kontakt 125b aktiviert wurde, somit genügend Inertgas vorhanden ist. Ist dies nicht der Fall, wird das Ventil 117a geöffnet und Inertgas so lange zugeleitet, bis der Überwachungskontakt 125a auf die Maximalwölbung der Blase 111 anspricht und das Ventil 117a, analog der Neubefüllung, schließt.

Der Blase 111 ist weiterhin eine Vorrichtung 127 zugeordnet, mit der das Entleeren der Blase 111 erleichtert wird. Die Vorrichtung 127 weist eine durch Kraftspeicher 128, insbesondere Federn, belastete Platte 130 auf, die an der Wandung der Blase 111 anliegt und deren Bewegung beim Entleeren und Befüllen folgt. Die Belastung der Blase 111 durch die Kraftspeicher 128 beträgt jedoch nur wenige Gramm, so daß das Inertgas nicht wesentlich unter Druck gesetzt wird.

Um die Luft aus dem System zu entfernen, kann bei Verwendung eines Inertgases, wie beispielsweise Kohlendioxyd, das schwerer als Luft ist, wie folgt vorgegangen werden. Das Ventil 117a wird bei geschlossenem Absperrhahn 108 geöffnet, so daß Inertgas über die Leitungen 117 und 114 sowohl in den Ausgleichsraum 110 als auch den Aufbewahrungsraum 104 gelangt. Das schwerere Inertgas sinkt nach unten und verdrängt Luft nach oben. Sobald der Druck ansteigt, hebt sich der Deckel 103 und die Luft entweicht. Das Ventil 117a wird zeitverzögert nach dem Betätigen des Schalters 125a wieder geschlossen. Durch Zufuhr von heißem Wasser über eine Leitung 131 und ein zugeordnetes Heißwasser-Absperrventil 131a wird im Brüher 120 ein Kaffeegetränk gebrüht, das über die Steigleitung 106 in den Aufbewahrungsraum 104 gedrückt wird. Mit ansteigendem Niveau 105a des Kaffeegetränks wird das Inertgas durch Anheben des Deckels 103 aus dem Aufbewahrungsraum 104 solange ausgedrückt, bis das Niveau 105a des Kaffeegetränks 105 seinen Maximalstand erreicht hat Sinkt das Niveau 105a durch Ausgeben von Kaffee wieder, so füllt sich der dadurch entstehende leere Raum mit dem Inertgas aus der Blase 111. Beim nachfolgenden Wiederanstieg des Niveaus wird dann das Inertgas aus dem Aufbewahrungsraum 104 wieder in den Ausgleichsraum 110 gedrückt.

Fig. 3 zeigt ein weiteres, bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Vorratsbehälters 201 bei Verwendung in einer automatisch arbeitenden Kaffeemaschine. Der Vorratsbehälter 201 weist einen durch eine Wandung 202 und einen fest aufliegenden Deckel 203 umschlossenen Aufbewahrungsraum 204 mit festgelegtem Volumen auf. Im Aufbewahrungsraum 204 sind Einrichtungen zum Feststellen des Füllstandes 205a mit Kaffeegetränk 205, z. B. Füllstandselektroden 233, vorgesehen. Der durch eine Heizung 209 beheizbare Boden 202b ist über eine Befülleitung 206 mit einem darunterliegenden Brüher 220 verbunden, wobei zwischen der Befülleitung 206 und dem Brüher 220 ein Rückschlagventil 206a angeordnet ist. Zwischen dem Rückschlagventil 206a und dem Aufnahmeraum 204 zweigt von dieser Leitung eine Auslaufleitung 207 ab, die durch einen steuerbaren Absperrhahn 208 selbsttätig zu öffnen und zu schließen ist.

Zwischen dem Brüher 220 und der Abzweigung der Auslaufleitung 207 kann in die Befülleitung 206 eine Entgasungsvorrichtung 233 üblicher Bauart eingeschaltet sein, um eventuell beim Brühen in das Kaffeegetränk eingebrachte Luftblasen wieder zu entfernen. Der Brüher 220 ist darüber hinaus üblicherweise über eine Heißwasserleitung 231 mit einem steuerbaren Absperrventil 231a mit Heißwasser zu versorgen.

Mit dem oberen Bereich des Aufbewahrungsraums 204 ist ein Ausgleichsraum 210 über eine Ausgleichsleitung 214 verbunden. Der Ausgleichsraum 210 wird durch eine Blase 211 aus einem luftdichten, folienartigen, verformbaren, flexiblen aber nicht dehnbaren Material gebildet. Der Aufnahmeraum 210 kann sein Volumen von, durchgehend gezeichnet, nahezu Null bis auf das gestrichelt gezeichnete Maximalvolumen ausdehnen, das mindestens so groß wie das Volumen des Aufbewahrungsraums 204 ist.

In die Ausgleichsleitung 214 mündet eine durch ein Ventil 217a absperrbare Gasleitung 217 von einer Druckgasflasche 223, die Inertgas, wie beispielsweise Stickstoff oder Kohlendioxyd, unter Druck enthält. Zwischen der Einmündung der Gasleitung 217 in die Ausgleichsleitung 214 und dem Aufbewahrungsraum 204 ist in die Ausgleichsleitung 214 ein absperrbares Ventil 234 eingeschaltet. Zwischen dem Ventil 234 und dem Aufbewahrungsraum 204 ist die Ausgleichsleitung 214 mit einem als Überdruckventil wirkenden, entriegelbaren Rückschlagventil 218 sowie einem mit der höchsten Stelle des Aufbewahrungsraums 204 fluchtenden Überlaufventil 235 mit einem Überlaufrohr 235a verbunden.

Der Blase 211 ist eine Überwachungseinrichtung 225 zugeordnet, die mit einer Steuerung 224 verbunden ist, die die automatischen Funktionen der Kaffeemaschine sowie die Ventile 208, 217a, 231a und 235 steuert. Die Überwachungseinrichtung 225 weist einen ersten und einen zweiten Überwachungskontakt 225a und 225b auf, deren Funktion vergleichbar mit denjenigen der Fig. 2 ist.

Bei Inbetriebnahme wird der Aufbewahrungsraum 204 bei geschlossenen Ventilen 208 und 234 mit heißem Wasser gefüllt, bis heißes Wasser aus dem Überlaufventil 235 austritt. Die durch das heiße Wasser verdrängte Luft ist vorher über das Rückschlagventil 218 entwichen. Bei geschlossenem Ventil 234 wird der Ausgleichsraum 211 bis zu seinem Maximalvolumen mit Inertgas aus dem Druckgasspeicher 223 befüllt. Über die Überwachungseinrichtung 225 wird bei Erreichen des Maximalvolumens die Gaszufuhr durch Schließen des Ventils 217a abgesperrt. Dann wird das Ventil 234 geöffnet und das heiße Wasser über die Entleerungsöffnung 207, durch Öffnung des Ventils 208, abgelassen, wodurch das Inertgas aus dem Ausgleichsraum 210 in den Aufbewahrungsraum 204 gesaugt wird. Nachdem das Wasser vollständig abgelassen wurde, kann der erste Brühvorgang mit nachfolgender Wiederentleerung beginnen, wobei das Inertgas zwischen dem Aufbewahrungsraum 204 und dem Ausgleichsraum 210 in der gleichen Weise hin- und hergedrückt wird, wie dies bereits bei den vorangegangenen Ausführungsbeispielen beschrieben wurde.

Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ist durch das entsperrbare Rückschlagventil 218 und das Überlaufventil 235 eine Möglichkeit geschaffen worden, den Vorratsbehälter 201 mit nicht näher dargestellten Einrichtungen automatisch zu reinigen, ohne daß das Inertgas mit der Reinigungsflüssigkeit in Berührung kommt und etwaige Dämpfe aufnimmt. Zum Reinigen wird zunächst der Aufbewahrungsraum 204 bei geöffnetem Ventil 234 und geschlossenen Ventilen 208 bzw. 217a über eine gesonderte Leitung 236 mit Reinigungsflüssigkeit gefüllt, bis sich das gesamte Inertgas wieder im Ausgleichsraum 210 befindet. Dann wird das Ventil 234 geschlossen und das Rückschlagventil 218 entsperrt, so daß die vorbestimmte Anzahl von Reinigungsvorgängen durchgeführt werden kann, ohne daß jedesmal das Inertgas beim Entleeren des Aufbewahrungsraums 204 aus dem Ausgleichsraum 210 abgesaugt werden muß.

Der Verbrauch an Inertgas bei diesem Vorratsbehälter ist besonders gering. So reicht beispielsweise eine Druckgasflasche mit 5 l Inhalt unter einem Druck von 200 bar, was etwa 1000 l Druckgas entspricht, für einen Aufbewahrungsraum mit einem Volumen von etwa 4 l und einem Ausgleichsraum mit einem Maximalvolumen von etwa 5 l bei täglicher Befüllung ca. 9 Monate und bei wöchentlicher Befüllung ca. 4,5 Jahre.

Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem zwei Vorratsbehälter 301a und 301b gekoppelt sind. Beide Vorratsbehälter sind identisch ausgebildet, so daß nachfolgend nur einer der Vorratsbehälter 301 erläutert werden soll. Jeder Vorratsbehälter 301 weist einen durch eine geschlossene Wandung 302 und einen abgedichteten Deckel 303 umschlossenen Aufbewahrungsraum 304 auf. Durch den Boden 302b der Wandung 302 erstreckt sich eine Befüll- und Entleerungsöffnung 306, die durch ein Rückschlagventil 306a in Richtung auf einen nicht gezeichneten Brüher einer Kaffeemaschine abgeschlossen ist. Zwischen dem Rückschlagventil 306a und dem Boden 302b zweigt von der Befülleitung 306 eine Entleerungsleitung 307 ab, die mit einem Absperrhahn 308 absperrbar ist. In einer rinnenförmigen Ausnehmung 337 im Deckel 303 jedes der Vorratsbehälter 301 mündet ein erster Leitungsabschnitt 314a einer Ausgleichsleitung 314, die eine für beide Vorratsbehälter 301a und 301b gemeinsame Verbindung zu zwei Ausgleichsräumen 310a und 310b herstellt. Der erste Leitungsabschnitt 314a verbindet die Rinnen 337 beider Vorratsbehälter 301a und 301b miteinander. Mit dem ersten Leitungsabschnitt 314a ist über einen nach oben weisenden Krümmer, dessen Scheitelpunkt höher liegt als die Einmündung des ersten Leitungsabschnittes 314a in die Rille 337 im Deckel 303, ein zweiter Leitungsabschnitt 314b verbunden, der den ersten Leitungsabschnitt 314a mit einem dritten Leitungsabschnitt 314c verbindet, der sich zwischen den Ausgleichsräumen 310a und 310b erstreckt. Der erste Leitungsabschnitt 314a ist etwa V-förmig, wobei am tiefsten Punkt über einen als Rückschlagventil wirkenden Syphon 335 eine Überlaufleitung 335a angeschlossen ist. Im zweiten Leitungsabschnitt 314b ist ein steuerbares Ventil 334 vorgesehen. In den dritten Leitungsabschnitt 314c mündet eine Gasleitung 317, die über eine steuerbares Ventil 317a einen Gasdruckspeicher 323 in Form einer mit Inertgas unter Druck gefüllten Gasflasche mit dem dritten Leitungsabschnitt 314c verbindet.

Die beiden Ausgleichsräume 310a und 310b sind Blasen 311a, 311b aus einem folienartigen, sauerstoffdichten, verformbaren aber nicht dehnbaren Material. Die Blasen 311a, 311b sind durch eine Entleerungshilfe 327 belastet, wobei die Entleerungshilfe 327 jeweils eine auf jeder Blase 311a, 311b liegende Platte 330a, 330b mit einem vorbestimmten, sehr geringen Gewicht enthält. Das Gewicht jeder der Platten 330a, 330b sollte so groß sein, daß das Zusammenfallen der Blasen 311a und 311b für ihre im wesentlichen vollständige Entleerung unterstützt und der Abfluß des Inertgases vergleichmäßigt wird. Das Gewicht der Platten 330a, 330b sollte demgegenüber so gering sein, daß es vom Druck des in den Aufbewahrungsraum 304 einströmenden Kaffeegetränks 305 überwunden werden kann, ohne den Befüllvorgang der Aufbewahrungsräume 304 zu erschweren bzw. gar zu verhindern.

Wenigstens einer der Platten 330b ist eine mit einer nicht gezeichneten Steuerung verbundene Überwachungseinrichtung 325 zugeordnet, die das Maximalvolumen der Ausgleichsräume 310a, 310b begrenzt. Bei dieser Überwachungseinrichtung 325 werden die bereits in den Fig. 2 und 3 erläuterten Funktionen durch einen einzigen Überwachungskontakt erfüllt, durch den auch Steuerungsvorgänge der Kaffeemaschine, beispielsweise der Brühvorgang, sowie die Ventile 317a und 334a gesteuert werden.

Bei Inbetriebnahme wird zunächst bei geschlossenem Ventil 334 Wasser in den Aufnahmeraum 304 beider Vorratsbehälter 301a, 301b eingeleitet, bis dieses über den Überlauf 335a abläuft und den Syphon 335 füllt. Bei noch geschlossenem Ventil 334 wird über das geöffnete Ventil 317a Inertgas in beide Ausgleichsräume 310a, 310b geleitet, bis die Blasen 311a, 311b ihr maximales Volumen enthalten. Über den Schalter 325 wird danach das Ventil 317a geschlossen. Dann wird bei geöffnetem Ventil 334 das Wasser über die Ablaufleitung 307 aus den Aufbewahrungsräumen 304 abgelassen, wodurch das Inertgas aus den Ausgleichsräumen 310a, 310b nachgesaugt wird. Die Wasserfüllung im Syphon 335 verhindert das Eindringen von Luftsauerstoff. Nachdem das Wasser vollständig abgelaufen ist, stehen die Aufbewahrungsräume 304 für eine Befüllung mit Kaffee zur Verfügung, wobei das Inertgas mit fallendem und steigendem Niveau 305a des Kaffeegetränks 305 in den Aufbewahrungsräumen 304 von den Aufbewahrungsräumen 304 in die Ausgleichsräume 310 und zurück fließt, wie dies bereits anhand der vorangegangenen Ausführungsbeispiele ausführlich erläutert wurde.

Die Reinigung der Vorratsbehälter gemäß den Fig. 3 und 4 kann entweder manuell, nach Abnehmen des Vorratsbehälterdeckels, wie bei der Beschreibung der Fig. 1 dargelegt oder vollautomatisch erfolgen.

In letzterem Fall wird der Vorratsbehälter nach seiner Entleerung gänzlich mit Wasser vom Brüher befüllt, dem bereits dort Reinigungsmittel zugegeben wurde. Wenn der Behälter vollständig gefüllt ist, wird das Ventil 234 bzw. 334 geschlossen: das gesamte Schutzgas befindet sich nun im Ausgleichsbehälter.

Nach entsprechender Einwirkzeit werden die Behälter entleert, wobei die erforderliche Belüftung über das geöffnete Sicherheitsventil 218 (Fig. 3) oder über die Syphonleitung 335 (Fig. 4) erfolgt. Der oder die Vorratsbehälter werden anschließend ein- oder mehrfach mit sauberem Klarspülwasser befüllt. Vor dem letzten Entleeren wird das Ventil 234 bzw. 334 geöffnet und das Sicherheitsventil 218 wieder geschlossen. Dadurch wird in den sich leerenden Behälter wieder Schutzgas aus dem Ausgleichsbehälter gesaugt, so daß am Ende wieder ein mit Schutzgas befüllter Vorratsbehälter vorliegt. Für die nächste Inbetriebnahme sind keinerlei Vorarbeiten erforderlich, es kann sofort in der beschriebenen Weise wieder Kaffee bevorratet werden.

In Abwandlung der beschriebenen und gezeichneten Ausführungsbeispiele können die in den einzelnen Figuren gezeigten Einzelheiten untereinander ausgetauscht werden. So können beispielsweise zwei oder noch mehr Blasen bzw. Ausgleichsräume einem einzigen Aufbewahrungsraum zugeordnet sein. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung ist weiterhin auch bei Kaffeemaschinen von anderen als den gezeichneten Typen einsetzbar. Die Druckgasflasche muß nicht unbedingt ständig mit den Ausgleichsräumen verbunden bleiben. Weiterhin kann in allen Ausführungsbeispielen anstelle der Maximalauswölbung eine bei vollständig entleertem Aufbewahrungsraum verbliebene Restmenge Inertgas im Ausgleichsraum überwacht und ein Nachfüllvorgang eingeleitet werden, falls auf diese Weise Gasverluste festgestellt wurden. Entleerungshilfen können auch bei denjenigen Ausführungsbeispielen vorgesehen sein, bei denen sie nicht gezeichnet sind.

Ferner umfaßt die Erfindung Möglichkeiten, den Sauerstoffgehalt des Inertgases durch Einbau entsprechender Sensoren zu überwachen. Hat sich das Inertgas mit einem nachteiligen Anteil Sauerstoff angereicht, kann dies angezeigt oder die notwendige Erneuerung der Schutzgasfüllung selbständig durchgeführt werden.


Anspruch[de]
  1. 1. Vorratsbehälter für Kaffeegetränk, mit einem durch eine geschlossene Wandung mit einer Befüll- und Entleerungsöffnung umgebenen Aufbewahrungsraum mit einem vorgegebenen Volumen zum Aufbewahren veränderlicher Mengen des Kaffeegetränks, und mit einer Einrichtung zum Verhindern eines Kontaktes des Kaffeegetränks im Aufbewahrungsraum mit Luftsauerstoff, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung einen mit dem Aufbewahrungsraum (4, 104, 204, 304) über eine Leitung (14, 114, 214, 314) verbundenen Ausgleichsraum (10, 110, 210, 310) mit einem sich selbsttätig an unterschiedliche Befüllmengen anpassenden Volumen enthält, wobei das größte Volumen des Ausgleichsraums (10, 110, 210, 310) gleich oder größer ist als das Volumen des Aufbewahrungsraums (4, 104, 204, 304), und daß im Ausgleichsraum (10, 110, 210, 310) Inertgas ohne einen wesentlichen Überdruck enthalten ist, das bei einer sich verringernden Menge Kaffeegetränk (5, 105, 205, 305) in den Aufbewahrungsraum (4, 104, 204, 304) strömt und dort den nicht mehr von Kaffeegetränk (5, 105, 205, 305) ausgefüllten Teil des Volumens auffüllt, und das mit steigender Menge Kaffeegetränk (5, 105, 205, 305) in den Ausgleichsraum (10, 110, 210, 310) strömt.
  2. 2. Vorratsbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgleichsraum (10, 110, 210, 310) von einer Wandung (11, 111, 211, 311) aus einem verformbaren, flexiblen Material begrenzt ist.
  3. 3. Vorratsbehälter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgleichsraum (110, 210, 310) im Inneren wenigstens einer Blase (111, 211, 311) angeordnet ist.
  4. 4. Vorratsbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgleichsraum (110, 210, 310) über ein Absperrventil (117a, 217a, 317a) mit einem Druckspeicher (123, 223, 323) für das Inertgas verbunden ist.
  5. 5. Vorratsbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Aufbewahrungsraum (4, 104, 204, 304) ein Überdruckventil (18, 103, 218, 335) verbunden ist.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Überdruckventil durch einen lose aufgelegten Deckel (103) der Wandung (203) mit einem auf den Ansprechdruck abgestimmten Gewicht gebildet ist.
  7. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Überwachungseinrichtung (125, 225, 325) zum Feststellen eines vorbestimmten Maximalvolumens des Ausgleichsraums (110, 210, 310) vorgesehen ist.
  8. 8. Vorratsraum nach den Ansprüchen 4 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungseinrichtung (125, 225, 325) das Absperrventil (117a, 217a, 317a) des Inertgas-Druckspeichers (123, 223, 323) steuert.
  9. 9. Vorratsbehälter nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung (111, 311) des Ausgleichsraums (110, 310) von einer Entleerungshilfeeinrichtung (130, 330) beaufschlagt ist.
  10. 10. Vorratsbehälter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Entleerungshilfeeinrichtung eine mit einer vorbestimmten Kraft an der Wandung (111, 311) anliegende Platte (130, 330) ist.
  11. 11. Vorratsraum nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (130) von einem Kraftspeicher (128) in Anlage an der Wandung (111) gehalten ist.
  12. 12. Vorratsbehälter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (330) ein vorbestimmtes Gewicht aufweist und durch Schwerkraft auf die Wandung (311) einwirkt.
  13. 13. Vorratsbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Befüllöffnung (206) des Aufbewahrungsraums (204) eine Entgasungsvorrichtung (233) für das gebrühte Kaffeegetränk (205) zugeordnet ist.
  14. 14. Vorratsbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß dem Aufbewahrungsraum (204, 304) ein Überlauf (235a, 335a) zugeordnet ist.
  15. 15. Vorratsbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Inertgas Kohlendioxyd oder Stickstoff ist.
  16. 16. Vorratsbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein Meßsensor zum Feststellen einer kritischen Sauerstoffkonzentration und zum Einleiten eines Inertgas-Austauschvorgangs vorgesehen ist.






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