Beverage apparatus

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Getränkeautomaten, insbesondere einen Kaffeeautomaten, mit einer Pumpeneinrichtung zur Erzeugung eines hohen Drucks und einer hohen Flussrate einer Flüssigkeit, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE 10 2007 007 297 A1DE102007007297A1 ist eine gattungsgemäße Kaffeemaschine mit einer Pumpeneinrichtung zur Erzeugung eines hohen Drucks und einer hohen Flussrate bekannt. Die Pumpeneinrichtung ist in diesem Fall als Schwingkolbenpumpe ausgebildet und umfasst zumindest eine Pumpeinheit mit einem Kompressionsraum für das zu komprimierende Fluid, einen Einlass und einen Auslass sowie eine mit der Pumpeinheit gekoppelte Antriebseinheit mit einem axial beweglichen Kolben zur Komprimierung des Fluids. Zur hydraulischen Trennung des Kompressionsraumes der Pumpeinheit von der Antriebseinheit ist zumindest ein Dichtelement vorgesehen, welches im Koppelbereich zwischen der Pumpeinheit und der Antriebseinheit platziert ist und sich dabei zumindest partiell um den Kolben erstreckt. Hierdurch sollen die hydrodynamischen Verluste, insbesondere bei großen Hüben eines Ankers der Schwingkolbenpumpe verringert und dadurch ein höherer Gesamtwirkungsgrad erzielt werden.

Nachteilig bei den bisher bei Getränkeautomaten eingesetzten Schwingkolbenpumpen ist deren relativ hohes Geräuschniveau während des Betriebs sowie die durch den Betrieb der Schwingkolbenpumpen hervorgerufenen Vibrationen. Darüber hinaus lassen sich derartige Schwingkolbenpumpen nur bedingt regeln, was insbesondere bei der Herstellung von Kaffeespezialitäten, wie bspw. Espresso, zu Qualitätsnachteilen führen kann.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für einen Getränkeautomaten der gattungsgemäßen Art, eine verbesserte oder zumindest eine alternative Ausführungsform anzugeben, welche beim Betrieb deutlich geräuschärmer ist.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, anstelle der lauten und starke Vibrationen hervorrufenden Schwingkolbenpumpe eine deutlich leisere und vibrationsärmere Zahnradpumpe einzusetzen. Die Pumpeneinrichtung zur Erzeugung eines hohen Drucks und einer hohen Flussrate einer Flüssigkeit bspw. von Wasser beim Brühen eines Kaffees, ist somit erfindungsgemäß als Zahnradpumpe ausgebildet. Generell ist dabei die Zahnradpumpe eine Unterart einer Verdrängerpumpe und besteht im Wesentlichen aus folgenden drei Komponenten; einem Gehäuse mit einem Zu- und einem Ablauf sowie zwei Zahnrädern, wovon eines angetrieben ist. Von besonderem Vorteil einer Zahnradpumpe ist deren gleichmäßige Förderleistung sowie ein vergleichsweise geräuscharmer Betrieb, der aufgrund der Rotationsbewegungen der Zahnräder im Vergleich zu einer Schwingkolbenpumpe deutlich weniger Vibrationen verursacht. Die mit einer derartigen Zahnradpumpe erreichbaren Drücke sowie Flussraten sind dabei für die Anwendung in einem Getränkeautomaten, insbesondere in einem Kaffeeautomaten, ausreichend, wobei im Vergleich zu den bisher eingesetzten Schwingkolbenpumpen zudem der große Vorteil einer exakten Dosierbarkeit besteht.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung, ist die Pumpeneinrichtung als Außenzahnradpumpe ausgebildet, sodass das zu fördernde Medium, insbesondere Wasser, in Räumen zwischen den Zähnen der Zahnräder und dem Gehäuse transportiert wird. Die Außenzahnradpumpe weist dabei üblicherweise eine sog. Evolventenverzahnung auf, bei welcher der Querschnitt einer Zahnflanke Teil einer mathematisch definierten Evolvente ist. Hierdurch kann gewährleistet werden, dass die sich im Eingriff stehenden Zähne entlang einer geraden Eingriffslinie berühren, wobei die evolventen Formen derartiger Zahnräder zudem einfacher zu fertigen ist als bspw. eine ebenfalls oftmals bei Zahnrädern verwendete Zykloidenform der Zahnflanken. Die Außenzahnradpumpe ist durch ihren einfachen Aufbau äußerst robust und darüber hinaus preiswert, wodurch sich erhebliche wirtschaftliche und qualitative Vorteile ergeben.

Bei einer alternativen Ausführungsform ist die Pumpeneinrichtung erfindungsgemäß als Innenzahnradpumpe, kurz auch Sichelpumpe genannt, ausgebildet. Bei der Sichelpumpe wird das zu fördernde Medium in den Räumen zwischen den Zahnlücken der beiden Zahnräder gefördert, wobei die Zähne durch die Sichel abgedichtet werden. Bei der Innenzahnradpumpe weist dabei der Zahnring deutlich mehr Zähne auf als das diesen treibende Zahnrad. Alternativ kann die Pumpeneinrichtung auch als Zahnringpumpe ausgebildet sein, wobei dann das zu fördernde Medium durch einen sich im Volumen verändernden Verdrängungsraum zwischen den Zahnlücken gefördert wird. Bei einer Zahnringpumpe weist der Zahnring üblicherweise einen Zahn mehr auf als das Innenrad und besitzt zudem üblicherweise eine sog. Trochoidenverzahnung. Die Innenzahnradpumpe und die Zahnringpumpe unterscheiden sich dabei lediglich in den Größenverhältnissen von Zahnrad und Zahnring. Weitere Bezeichnungen für eine Zahnringpumpe sind bspw. Eaton-Pumpe und Rotorpumpe, wobei bei letzterer Ausführungsform die Zahnräder als Rotoren bezeichnet werden.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung, weist die Pumpeneinrichtung zumindest ein aus Kunststoff ausgebildetes Zahnrad auf. Kunststoff stellt einen äußerst flexiblen und darüber hinaus kostengünstig einzusetzenden Werkstoff dar, wobei bei einer Zahnradpumpe mit Kunststoffzahnrädern darüber hinaus die Geräuschentwicklung deutlich reduziert werden kann. Selbstverständlich können dabei vorzugsweise auch sämtliche Komponenten der Zahnradpumpe, also sowohl alle Zahnräder als auch das Gehäuse aus Kunststoff ausgebildet sein, wodurch sich nochmals Kostenreduzierungen erzielen lassen.

Zusammenfassend lassen sich die wesentlichen Merkmale der erfindungsgemäßen Lösung wie folgt charakterisieren: Durch den Ersatz einer bisher in Getränkeautomaten eingesetzten Schwingkolbenpumpe durch eine erfindungsgemäße Zahnradpumpe, können prinzipiell folgende Vorteile erzielt werden:

• ein geringes Geräuschniveau,
• geringe bis gar keine Vibrationen,
• eine exakte Regelbarkeit und damit eine exakte Dosierung des zu fördernden Mediums,
• eine kostengünstige Pumpeinrichtung.