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Elektrische Kaffeemaschine mit einem Zentrifugalfilter
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Die Erfindung betrifft eine elektrische Kaffeemaschine mit einem Zentrifugalfilter,
dem Brühwasser aus einem Wassererhitzer zuführbar ist.rCine derartige Kaffeemaschine
ist bekannt aus dem DE-GM 80 23 498. Dabei wird in einer Wasserschale eine bestimmte
Menge Wasser erhitzt. Sobald die BrUhtemperatur erreicht ist, kann ein Antriebsmotor
eingeschaltet werden, der den Zentrifugalfilter mit einer daran angeordneten, in
die Wasserschale ragenden Fördereinrichtung in Drehung versetzt, wodurch die Wasserförderung
und der Filtervorgang beginnen. Nachteilig ist dabei, daß der Benutzer nach dem
Einfüllen des Wassers warten muß, bis dieses auf die Brühtemperatur aufgeheizt ist,
bevor er den Brühvorgang durch Einschalten des Antriebsmotors einleiten kann. Bei
Durchführung mehrerer Brühvorgänge hintereinander muß jeweils zwischenzeitlich das
Aufheizen des Brühwassers abgewartet werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kaffeemaschine der
eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die mit geringem Fertigungsaufwand herstellbar
ist und einenfsofortigen Brühbetrieb ohne' Wartezeit ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Wassererhitzer
ein Durchlauferhitzer dient. Diese von anderen Kaffeemaschinen an sich bekannte
Art der Briihwassererhitzung kann mit Vorteil auch bei einem Zentrifugalfilter verwendet
werden,
insbesondere, wenn der Durchlauferhitzer so ausgelegt ist, daß er das Brühwasser
schwallweise fördert. Der Durchlauferhitzer ist dabei in Größe und Fördergeschwindigkeit
vorzugsweise so ausgelegt, daß jeder Brühwasserschwall das Kaffeemehl im Zentrifugalfilter
überschwemmt, d.h. daß das Wasser sich bis vor die Kaffeemehlschicht zurückstaut
und das Kaffeemehl völlig in einem Wasserring aufgenommen ist. Der Zentrifugalfilter
hat aufgrund der Fliehkraft eine wesentlich größere Durchlaufgeschwindigkeit als
die üblicherweise mit dem Durchlauferhitzer zusammen gekoppelten Sickerfilter, durch
die das Wasser aufgrund der Schwerkraft hindurchsickert. Er neigt daher auch mehr
zu der Kanalbildung im Kaffeemehl, bei der das Brühwasser überwiegend entlang bevorzugter
Strömungspfade fließt und ein Teil des Kaffeemehls daher nicht richtig ausgenutzt
wird. Diese Kanalbildung tritt verstärkt auf, wenn weniger Brühwasser dem Filter
zugeführt wird als er verarbeiten kann. Die schwallweise Förderu-ng sorgt dafür,
daß der Zentrifugalfilter jeweils maximal beaufschlagt wird, wodurch die Kanalbildung
verringert und die Kaffeeausnutzung verbessert wird.
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Die Heizleistung ist dabei so zu bemessen, daß jeweils vor Eintreffen
eines neuen nriihwasserschwalls der Zentrifugalfilter den vorhergehenden Schwall
weitestgehend verarbeitet und als Kaffee abgeschleudert hat, wobei zweckmäßigerweise
noch eine gewisse Pause zwischen dem Abschleudern des größten Teils des ersten Schwalls
und dem Eintreffen des nächsten Schwalls besteht. Hierdurch wird sichergestellt,
daß der Zentrifugalfilter nicht zum Überlaufen kommt. In den Kaffeemaschinen mit
Sickerfilter werden üblicherweise Kegelfilter verwendet, in denen mit zunehmender
Füllhöhe immer größere Filterflächen für den Durchfluß zur Verfügung stehen, wodurch
die Gefahr des Überlaufens wei+gehend vermindert ist. Beim Zentrifugalfilter dagegen
ist dr Durchsatz weitgehend unabhängig von dem Füllungsgrad mit Brühwasser. Bei
Verwendung der üblichen Durchlauferhitzer ist jedoch die Fördergeschwindigkeit von
verschiedenen
Faktoren,wie Aufheizung des Gesantsystems, Füllhohe im Frischwasserbehälter und
Temperatur des eingefüllten Frischwassers abhängig. Bei Verbindung eines solchen
Durchlauferhitzers mit einem Zentrifugalfilter besteht einerseits die Gefahr, daß
er Zentrifugalfilter überläuft und andererseits die Gefahr, daß dem Zentrifugalfilter
zu wenig Brühwasser zugeführt wird und daher die vorstehend beschriebene Kanalbildung
auftritt. Mit der Auslegung für schwallweise Förderung lassen sich beide Probleme
lösen.
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Das Volumen des Durcblauferhitzers kann etwa gleich dem Wasserfassungsvermögen
des Zentrifugalfilters sein. Wobei unter Wasserfassungsvermögen hier das Fassungsvermögen
verstanden wird, das der Zentrifugalfilter besitzt, wenn er eine normale betriebsmäßige
Kaffeemehlmenge enthält.
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Da auch bereits während der Förderung eines einzelnen Schwalls ein
Teil des Wassers dieses Schwalls den Zentrifugalfilter schon wieder verläßt, kann
das Volumen des Durchlauferhitzers auch etwa gleich dem des leeren Zentrifugalfilters
sein. Dabei mit ist das Volumen gemeint, das man beilvöllig abgedichtetem Filterspalt
betriebsmäßig rotierendem Zentrifugalfilter in diesen an Wasser einfüllen kann ohne
daß er durch die Füllöffnung oder andere Öffnungen überläuft. Der Durchlauferhitzer
kann eine beheizte Kammer aufweisen, deren Volumen. etwa dem Wasserfassungsvolumen
des Zentrifugalfilters entspricht.
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Der Durchlauferhitzer kann unter einer als Warmhalteplatte ausgebildeten
Stellfläche für Kaffeetassen angeordnet sein und diese beheizen. Diese an sich bekannte
Konstruktion ergibt eine besonders geringe Bauhöhe und eine gute Ausnutzung der
Abwärme des Durchlauferhitzers. Die Stellfläche und der Durchlauferhitzer können
sich dabei mindestens zum Teil um den Antriebsmotor für den Zentrifugalfilter herum
erstrecken. Durch diese Anordnung des Antriebsmotors wird eine weitere wesentliche
Verringerung
der Bauhöhe des %erätes erzielt.
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Der Durchlauferhitzer kann durch eine Heißwasserleitung mit dem Zentrifugalfilter
verbunden sein, in der ein Überdurckventil angeordnet ist, das eine Wasserförderung
erst zuläßt, wenn im Durchlauferhitzer ein gewisser Druck aufgebaut ist.
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Diese Konstruktion wirkt sich günstig auf die Erzielung eines schwallweisen
Betriebs des Durchlauferhitzers aus. Dabei kann die Ileißwasserleitung eine Steigleitung
aufweisen uni das Überdruckventil im unteren Bereich der Steigleitung angeordnet
sein. Dies hat den weiteren Vorteil, daß beim Einfüllen von Frischwasser in den
WasserbehäLter die Steigleitung sich nicht mit kaltem Wasser fiillt, das dann unerwärmt
in den Zentrifugalfilter gefördert wird, was sich insbesondere bei der Bereitung
geringer Kaffeemengen sehr stark auf die Temperatur des bereiteten Kaffees auswirkt.
Unter einem Überdurckventil wird hier nicht ein Sicherheitsventil sondern einfach
ein Ventil verstanden, das sich z.B. federvorgespannt erst ab einem bestimmten Druck
öffnet.
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In aus der DE-OS 28 11 497 an sich bekannter-Weise kann zwischen einem
Wasserbehälter und dem Durchlauferh-itzer ein Drossel-und/oder ein Absperrventil
angeordnet sein, die sich mit einer Zeitverzögerung nach dem Einschalten der Heizung
des Durchlauferhitzers öffnen. Hierdurch wird vor Beginn des Brühvorganges Dampf
erzeugt, der die Heißwasserleitung, den Zentrifugalfilter und eine evtl. Auffangschale
sowie die Kaffeetassen vorheizt.
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Die Verwendung eines Durchlauferhitzers hat gegenüber der Verwendung
einer Wasserkammer, in der das ganze benötigte Brühwasser auf einmal aufgeheizt
wird, den Vorteil, preiswerter in der Herstellung zu sein und ein leichteres Gerät
mit geringerer Bauhöhe zu ermöglichen. Die geringere Bauhöhe erlaubt es unter Umständen
mit nur einer Welle auszukommen, d.h den Zentrifugalfilter unmittelbar an die Motorwelle
anzukuppeln,
wodurch auch die schwingenden Massen gering gehalten
werden.
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Die Zahl der zu säubernden Teile ist für den Benutzer geringer, da
keine offene auswischbare Wassererhitzungskammer vorhanden ist.
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Im fogenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand schematischer
Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigt: Fig. i eine Kaffeemaschine mit einem Zentrifugalfilter
in einem vertikalen Schnitt im wesentlichen entlang der Linie I-I in Fig. 2, etwa
durch die Motorwelle; Fig. 2 einen Schnitt im we-sentlichen entlang der Linie II-II
in Fig. i; Fig. 3 eine Frontansicht der Kaffeemaschine gemäß Fig. i von rechts i.Fig.
i gesehen und Fig. 4 in vergrößerter Darstellung in einem Schnitt entsprechend dem
der Fig. i, ausschnittsweise eine abgewandelte Ausftihrungsform.
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Fig. 5 und Fig. 6 in Schnitten entsprechend dem der Fig. i in vergrößerter
Darstellung ausschnittsweise abgewandelte Ausführungsformen des Zentrifugalfilters.
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Die in Fig. i bis 3 dargestellte Kaffeemaschine besitzt ein insgesamt
C-förmiges Gehäuse 2 mit einem unteren Schenkel als Sockelgehäuse 4, einem oberen
freien Schenkel als Kopfgehäuse 6 und einem diese verbindenden Säulenteil 8, in
dem ein Frischwasserbehälter 10 untergebracht ist und durch den eine Steigleitung
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verläuft. Eine deckseitige Öffnung des Sockelgehäuses 4 ist durch eine metallene
Warmhalteplatte 14 verschlossen, die in ihrem mittleren Bereich einen kreisrundenein
Ausschnitt besitzt, durch den' eine Antriebseinheit 16 aufnehmendes Gehäuseteil
ragt, das im folgenden als Motordom 18 bezeichnet wird. Die Warmhalteplatte 14 besitzt
eine äußere im wesentlichen rechteckige Kontur wie die deckseitige Öffnung in dem
Sockelgelläuse 4, während der Motordom 18 einen kreisringförmigen Querschnitt besitzt.
Hierdurch ergeben sich in den Eckbereichen der Warmhalteplatte 14 breitere Bereiche,
die als Stellplätze für vier Kaffeetassen 20 dienen.
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Die dem Frischwasserbehälter 10 bzw. dem Säulenteil 8 abgewandte Seite
des Gerätes, rechts in den Fig. 1 und 2 und in frontaler Ansicht in Fig. 3 ist die
Bedien- und Frontseite des Gerätes. Der Frischwasserbehälter 8 nimmt die ganze Breite
des Gerates ein und die vordere und die hintere Kante der Warmhalteplatte erstrecken
sich parallel zur Frontseite bzw.
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dem Frischwasserbehälter 10. Hierdurch ergeben sich griffgünstig angeordnete
Stellflächen für die Kaffeetassen 20 und der Motordom 18 kann relativ nahe dem Frischwasserbehälter
10 und auch den übrigen Gehäuse-Umrißlinien angeordnet sein, wodurch eine kompakte
Bauform des Gerätes erzielt wird.
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An der Unterseite der Warmhalteplatte 14 liegt ein im wesentlichen
hufeisenförmig gebogener Durchlauferhitzer 22 an, der aus einem oberen Rohrheizkörper
24 und einem unten daran entlanggeführten Wasserrohr 26 besteht und die Warmhalteplatte
14 beheizt. Das Wasserrohr 26 ist einerseits über eine Kaltwasserleitung 28 mit
dem Frischwasserbehälter 10 und andererseits über die Steigleitung 12 mit einem
im Kopfgehäuse 6 angeordneten Überlaufrohr 30 verbunden, das zentral mittig über
dem Motordom 18 nach unten an einer unteren, als Ansatzplatte 32 dienenden Gehäusewandung
des Kopfgehäuses 6 mündet.
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Seitlich von der Ansatzplatte 32 des Kopfgehäuses 6 ragen von letzterem
links und rechts Schiebeführungen 34 und 76 nach unten, in die eine einen Zentrifugalfilter
38 umgebende Auffangschale 40 eingeschoben ist. Ein Boden 42 wirkt mit einem auf
dem Motordom 18 befestigten elastischen Kissen 44 aus einem Schaumgummi mit einer
geschlossenen Oberfläche zusammen, das die Auffangschale 40 mit einem ihre deckseitige
große Öffnung umgebenden Randflansch 46 dichtend gegen die Ansatzplatte 32 drückt.
Die Auffangschale besitzt ferner einen frontseitigen schalenförmigen Handgriff 48,
der als Erweiterung des Randflansches 46 ausgebildet ist sowie im äußeren Randbereich
ihres Bodens nach unten abzweigende rohrstummelartige Ausläufe 50, die symmetrisch
jeweils um 90° gegeneinander versetzt an der in ihrem Iiauptkörper rotationssymmetrischen
Auffangschale 40 jeweils über den Tassen 20 angeordnet sind.
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Konzentrisch darin ist der Zentrifugalfilter 38 angeordnet, der wie
in der älteren Patentanmeldung P 32 31 038.2 beschrieben ausgebildet ist mit einer
gestuften unteren Schale die 52,1 deren Boden durchsetzend eine zentrale Kupplungsnabe
54 einstückig damit ausgebildet aufweist. Der unterste Teil der Kupplungsnabe 54
springt vom Boden ein Stiick nach unten vor und zentriert bzw. lagert den Zentrifugalfilter
38 in einer zentralen Durchgangsöffnung des Bodens 42 der Auffangschale 40.
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Deckseitig ist der Zentrifugalfilter 38 von einem abnehmbaren Deckel
56 verschlossen, wobei zwischen der unteren Schale 52 und dem Deckel 56 der Filterspalt
verbleibt. Der Deckel 56 besitzt einen zentralen Wasserzulaufschacht 58,- der sich
im Betriebszustand unter dem Auslauf der Überlaufleitung 30 befindet.
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Auf einem das Sockelgehäuse 4 bodenseitig verschließenden Boden 60
ist ein elektrischer Antriebsmotor 62 befestigt, mit einer vertikal aus ihm herausragenden
Motorwelle 64, die eine Kupplungsverzahnung aufweist. Auf der Motorwelle 64 ist
höhenverschiebbar eine Kupplungshülse 66 mit einer Innenverzahnung in Eingriff mit
der Außenverzahnung der Motorwelle 64 angeordnet. Ein oberer Endabschnitt 68 der
Kupplungshülse 66 besitzt eine äußere schräge Kupplungsverzahnung, die zum Eingriff
in eine entsprechende schräge Innenverzahnung der Kupplungsverzahnung 54 des Zentrifugalfilters
38 bestimmt ist.
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Der Kupplungs-Endabschnitt 68 ist in seiner Ruhestellung in einer
zentralen Öffnung 70 der Deckseite des Motordomes 18 angeordnet unter einer zentralen
Durchgangsöffnung des Kissens 58 und unterhalb der Kupplungsnabe 54. Der Motordom
18 besitzt frontseitig eine Durchgangsöffnung 72 durch die ein Handhebel 74 greift
und darin um eine horizontale Achse verschwenkbar gelagert ist, dessen inneres freies
Ende zwischen zwei Flansche 76 und 78 der höhenverschiebbaren Kupplungshülse 66
greift. Oberhalb der Durchgangsöffnung 72 ist ein erster elektrischer Schalter 80
angeordnet, dessen Betätigungsglied
am inneren Endabschnitt des
Handhebels 74 angreift.
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Darüber ist ein zweiter elektrischer Schalter 82 angeordnet mit einem
Betätigungsstift, der sich durch die Deckwand des Motordomes 18 und eine Durchgangsöffnung
des darauf angeordneten Kissens 44 erstreckt und mit dem Boden der- Auffangschale
40 zusammenwirkt und dessen Kontakte nur dann geschlossen sind, wenn der schräge
Boden 42 der Auffangschale 40 sich in der richtigen Stellung befindet und der Betätigungsstift
die entsprechende Höhe aufweist.
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Die Kaffeemaschine gemäß den Fig. 1 bis 3 funktioniert wie folgt.
In den Frischwasserbehälter 10 wird Wasser eingegeben und die Auffangschale 40 wird
zusammen mit dem Zentrifugalfilter 38 nach vorn aus dem Gerät gezogen und in den
mittleren Bereich des Zentrifugalfilters 38 nach Öffnen von dessen Deckel 56 Espresso-Kaffeemehl
eingegeben. Sodann wird der Deckel 56 auf die Schale 52 aufgesetzt und der Zentrifugalfilter
38 mit liner Kupplungsnabe 54 in die zentrale Bodenöffnung der Auffangschale 40
ein'gesteckt und die Auffangschale horizontal von vorn in die Schiebeführungen 34
und 36 eingeschoben, wobei sie sich zwischen der Ansatzplatte 32 und dem plastischen
Kissen 44 auf dem Motordom 18 festklemmt.
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Damit wird der Schalter 82 geschlossen, der sich in Reihe mit dem
Schalter 80 im elektrischen Schaltkreis des Durchlauferhitzers 22 befindet. Parallel
zu dem Durchlauferhitzer 22 ist in diesem Schaltkreis der elektrische Antriebsmotor
62 geschaltet, dem jedoch in Reihe ein Zeitglied vorgeschaltet ist. Wenn auch noch
die Tassen 20 auf die Warmhalteplatte 14 aufgesetzt sind, kann der Benutzer, sobald
er den Kaffee haben will, den Brühvorgang durch nach unten drücken des Handhebels
74 bewirken. Dabei schiebt der innere Endabschnitt 75 des Handhebels 74 die Kupplungshülse
66 nach oben in Eingriff mit der Kupplungsnabe 54 des Zentrifugalfilters 38, wobei
während des obersten Teils dieser Bewegung der Schalter 80 geschlossen wird und
den iiohrheizkörper 24 des Durchlauferhitzers 22
sowie das Zeitglied
des Motorkreises einschaltet. Das Zeitglied ist so bemessen, daß der Antriebsmotor
62 eingeschaltet wird bevor die Brühwasserförderung beginnt, damit das noch trockene
Kaffeemehl durch Anschleudern im Zentrifugalfilter 38 verteilt und vorverdichtet
wird. Sobald die Tassen 20 genügend gefüllt sind, läßt der Benutzer den bis dahin
gegen die Kraft einer Vorspannfeder 77 nach unten gehaltenen ltandhebel 74 los,
wodurch dieser unter der Wirkung der Feder 77 in seine dargestellte Ruhestellung
zurückkehrt und dabei zuerst den Schalter 80 öffnet und damit den Durchlauferhitzer
und den Antriebsmotor 62 ausschaltet und dann die Kupplungshülse 66 außer Eingriff
mit der Kupplungsnabe 54 senkt.
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Zur Reinigung der Maschine kann die Auffangschale 40 nun wieder horizontal
nach vorn herausgezogen werden, wodurch man im wesentlichen alle zu reinigenden
Teile des Gerätes aus dem Gerät herausgenommen hat. In Abwandlung der dargestellten
Ausführungsform kann auch die Auffangschale 40 noch einen Deckel besitzen, der ein
Verschmutzen der Ansatzplatte 32 des Kopfgehäuses 6 durch versprühten Kaffee verhindert.
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Die in Fig. 4 ausschnittsweise dargestellte Kaffeemaschiue besitzt
ein insgesamt C-förmiges Gehäuse >+02, ähnlich dem der Ausfüiiriingsforin gep3c'lß
den Fig. 1 bis 3, mit einem unteren Schenkel als Sockelgeiläuse 40j, von dem ein
Säulenteil 4U8 aufstrebt. Im Säulenteil 8 ist ein Frischwassertehälter 410 angeordnet
sowie eine daneben aufsteigende Steigleitung 412.
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Der Frischwasserbehälter 410 besitzt einen Boden 4i4 mit einem davon
nach unten ragenden Rohransatz 416, der in eine darunter
angeordnete
Wassererhitzerkammer 418 miindet, indem er deren Deckwand 420 durchsetzt und dichtend
mit dieser verbunden ist.
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In dem Rohrstutzen 416 des Frischlvasserbellälters 4 i0 ist ein Ventilsitz
20 dichtend eingesetzt, der eine den Abfluß darstellende Durchgangsöffrnng 422 aufweist.
Ein Ventilkörper 424 ist mit einem nach oben ragenden Stab in der .Durchgangsöffnung
22 lose geführt und besitzt an seinem unteren Ende einen sich nach oben kegelig
verjüngenden Ventilteller 426, der mit dem unteren Ende des Ventilsitzes 420 zusammenwirkt.
Das Ventil 424 ist leichter als Wasser und verschließt als Schwimmerventil die Durchgangsöffnung
422 sobald die Wassererhitzerkammer 418 mit Wasser vollgelaufen ist. In der Wassererhitzerkammer
418 ist ein Rohrheizlc(jrperlfendel 428 angeordnet. -Mit dem unteren Ende der Steigleitung
412 ist dichtend ein unterer Steigleitungsabschnitt 430 verschraubt, der dichtend
durch die Deckwand 420 der Wassererhitzerkammer 418 hindurchgeführt ist und bis
nahe zu deren Boden 432 hinunter reicht und an seinem unteren Ende eine Öffnung
434 besitzt. An der Verbindungsstelle zwischen der Steigleitung 412 und dem unteren
Steigleitungsabschnitt 418 ist ein die gesamte Steigleitung verschließendes Überdruckventil
436 eingebaut, bestehend aus einer Kugel 438 und eine diese nach unten auf einen
Sitz drückenden Vorspannfeder 440. Mit der Wassererhitzungskammer 418 ist ferner
ein Druckschalter 442 verbunden, der den Druck im Inneren der Kammer mißt und bei
Erreichung eines vorbestimmten Druckes einen im Stromkreis der Rohrheizkörperlfendel
428 angeordneten Schalter im Unterbrechungssinn betätigt.
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Das Sockel gehäuse 404 bildet die Stellfläche für nicht dargestellte
Kaffeetassen und besitzt keine Heizung dafür. Nach unten ist das Gehäuse 402 durch
einen Boden 450 verschlossen.
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Die Ausführungsform gemäP Fig. 4 funktioniert wie folgt: Der Benutzer
gießt zu Beginn Frischwasser in den Frischwasserbehälter 410, das durch die Durchgangsöffnung
422 auch die
Wassererhitzungskammer 418 fiil l t. Nachdem der Benutzer
den mit Kaffeemehl gefüllten Zentrifugalfilter in das Gerät eingesetzt hat, betätigt
er einen Schalter, mittels dem sofort die Rohrheizk'5rpe'endel 428 mit Strom versorgt
wird und das Wasser in der Wassererhitzungskammer al18 aufileizt. Diese Wassererhitzungskammer
418 besitzt ein Volumen, das dem Wasserfassungsvermögen des mit einer normalen Kaffeemehlmenge
gefülI-ten rotierenden Zentrifugalfilters dieser Maschine etwa entspricht. Sobald
das Wasser in der Wassererhitzungskammer 418 ausreichend aufgeheizt ist und genügend
Dampf entwickelt, wird das Brühwasser durch den unteren Steigleitungsabschnit 430,
das sich nun gegen die Vorspannung der Feder 440 öffnende Rückschlagventil 436 und
die Steigleitung 412 zum Auslauf über den Zentrifugalfilter gedrtickt Das Ventil
424 im Zulauf 422, das einerseits als Schwimmerventil funktioniert, wird in diesem
all als Rückschlagventil durch den Dampfdurok in seiner oberen Stellung und damit
zugehalten. Der Druckschalter 442 unterbricht die Stromzufuhr zu der Rohrheizkörperwendel
428.
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Die in der Wassererhitzungskammer 418 insgesamt gespeicherte Wärme
reicht jedoch aus, das in- ihr enthaltene Wasser vollständig zum Zentrifugalfilter
zu fördern, wobei das rechtzeitige Schalten des Druckschalters 442 für eine mäßige
Fördergeschwindigkeit sorgt. Dieser Wasserschwall füIlt den nicht dargestellten
Zentrifugalfilter soweit, daß sich ein Brühwasserring vor dem Kaffeemehl staut,
jedoch alles Wasser im Filter aufgenommen wird und dieser nicht an der Zulauföffnung
iiberläuft. Sobald die Wassererhitzungskammer völlig leer und ein restlicher Dampfdruck
abgeblasen ist öffnet sich wegen des nun fehlenden Druckes das Zulaufventil 424
und schaltet der Druckschalter 442 etwa gleichzeitig wieder die Rohrheizkörperschlange
428 ein. Die Wassererhitzerkammer 418 läuft wieder voll Wasser, das dann als zweiter
Schwall nach ausreichender Aufheizung in den Zentrifugal filter herausgedrückt wird.
Dieser Vorgang wiederholt sich mehrere Male bis eine ausreichende Kaffeemenge erzeugt
ist. Das Gerät kann so ausgebildet
sein, daß der Benutzer während
der Brühzeit eine Taste gedrückt heilt oder ein Zeitschalter Heizung und Antriebsmotor
eingeschal tet hält. Der Antriebsmotor wird mit einer Zeitverzögerung nach der Einschal
tlmg der Rohrheizkörperwendel 428 eingeschaltet um das noch trockene Kaffeemehl
anzuschleudern noch bevor der erste Brühwasserschwall ihn erreicht.
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In Abwandlung der vorstehend beschriebenen Ausführungsform kann ein
Durchlauferhitzer in seiner Förderleistung so ausgelegt und auf die ßrühwasserförderung
des Zentrifugalfilters abgestimmt sein, daß während des ganzen Brühvorgänges oder
nur während einer Phase erhöhter Brühwasserförderung ein Teil des Brühwassers iiberlLiuft.
Hierbei wird von der Annahme ausgegangen, daß die Zentrifugalkräfte und die Strömung
im Inneren des Zentrifugalfilters das Kaffeemehl nach außen drängen und dieses daher
auch bei einem Überangebot von Brühwasser nicht in den mittleren Bereich des Zentrifugal
filters treibt. Aus diesem Bereich überlaufendes Wasser ist daher weitgehend frei
von Schwebstoffen und kann von einer den Zentrifugalfilter umgebenden und den an.
seinem Filterspalt abgesprahten Kaffee auffangenden Auffangwand aufgefangen und
zusammen mit dem abgesprühten Kaffee nach unten in die Kaffeetassen abgegeben werden.
Bei der Ausführungsform gemäß den Fig. 1 bis 3 z.B. fällt bei einem Uberangebot
von Brühwasser dieses aus dem Überlaufrohr 30 nach unten auf die Kupplungsnabe 54
und wird von dieser nach außen abgeschleudert.und strömt dann z.T.
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durch das Kaffeemehl und den Filterspalt und z.T. an der Innenwandung
des Rohransatzes 58 des Filterdeckels 56 nach oben um über dessen Oberkante radial
nach außen in die Auffangschale 40 abgesprüht zu werden und zusammen mit dem abgesprühten
Kaffee durch die Ausläufe 50 in die Kaffeetassen- 20 zu fließen.
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Zu der Ausführungsform gemäß Fig. 4 ist noch nachzutragen, daß die
Wassererhitzungskammer 418 trotz ihres diskontinuierlichen Betriebes als Durchlauferhitzer
anzusehen ist, da in
ihr jeweils nur eine Teilmenge cles S.tasscrs
aus dem Frischwasserbehälter 410 aufgeheizt wird. Die IWassererllitzllngskammer
kann so groß sein, damit sie im Grenzfall der Bereitung nur einer kleinen Tasse
Espresso-Kaffees in einem cinzigen ScXIwal l oder zwei Schwalleu eine ausreichende
Brühwassermenge förfert.
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Für die Bereitung mehrerer Tassen sind mehrere Schwäll e erforderlich.
Da meist mehr als eine Tasse bereitet wird, ist in den meisten Fallen eine Gleicllzeitigkeit
zwischen der Wassererhitziing und dem Überbrühen des Kaffeemehls gegeben, wodurch
eine Verkürzung der Gesamtzeit der Kaffeebereitung erzielt wird. Bei diesem Betrieb
werden also jeweils Teilmengen der benötigten Bnihwassennenge im Wassererhitzer
erhitze und nacheinander dem Zentrifugal filter zugeführt. Die bei Haushalts-Kaffeemaschinen
mit Sickerfilter üblicherweise verwendeten Durchlauferhitzer der bei der Ausführungsform
gemäß den Fig. i bis 3 dargestellten Bauart arbeiten üblicherweise diskontinuierlich
und ffirdern je nach Gesamtbauart und Auslegung das Brühwasser in größeren oder
kleineren Schüben.
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Fig. 5 zeigt in einer vergrößerten ausschnittsweisen Darstellung in
einem Schnitt entsprechend dem der Fig. 1 einen abgewandelten Zentrifugalfilter,
der an die Stelle des Zentrifugalfilters 38 der Ausführungsform gemäß den Fig. 1
bis 3 treten kann und durch die Überlaufleitung 30 senkrecht von oben nach unten
mit Brühwasser versorgt werden kann. Dieser Zentrifugalfilter ist allgemein mit
der Bezugsziffer 502 bezeichnet und besitzt eine gestufte untere Schale 504 mit
einem Boden 506, der von einer zentralen rohrförmigen Kupplungsnabe 508 durchsetzt
wird, die oben durch ein flachkegelig nach oben spitz zulaufendes Dach 510 verschlossen
ist. Vom äußeren Rand des Bodens 506 steigt eine steile, sich konisch nach oben
erweiternde Ringwand 5-12 auf und geht in einen äußeren flachkegelig nach außen
ansteigenden kreisringförmigen Boden 514 iiber Vom auneren Ränd des Bodens 514 steigt
eine äußere Ringwand 516 etwa vertikal auf und trägt einen Randflansch 518, der
nicht dargestellte Verschlußeinrichtungen, z.B. eines
Bajonettverschlusses,
aufweist. Ein Filterdeckel 520 besitzt einen äußeren Rthdflansch 522, der mit dem
Flansch 518 der unteren Schale 504 zusammenavirkende, nicht dargestellte Verschlußelemente,
z.B. eines Bajonettverschlusses, trägt. Nach innen schließt daran eine etwa vertikal
nach unten ragende Ringwand 524 an, die mit der Ringwand 516 zusammenwirkt, um dazwischen
den Filterspalt zu bilden. An das untere Ende der Ringwand 524 schließt eine horizontale
zur Drehachse radiale flache Deckwand 526 an, die in einem Abstand über dem äußeren
Boden 514 der Schale 504 verläuft. Daran schließt nach innen eine etwa unter einem
Winkel von 450 koniscli nach unten innen sich verjüngende Ringwand 528 an, die in
einer Höhe etwas über dem äußeren Boden 514 mit einer nach oben aufragenden Ringwand
530 verbunden ist, wobei die Verbindungsstelle bzw. Knickstelle 532 am unteren Rand
der Ringwand 530 die Absprühstelle für das rüasser bildet, die über dem Boden 514
angeordnet ist und bei Bereitung von z.B. nur einer Tasse und damit Füllung nur
es äußerste Ringraumes über dem Boden 514 mit Kaffeemehl diesen kaffeemehlring noch
direkt besprüht. Die Ringwand 530, die sich nach oben hin leicht konisch verjüngt,
ragt über die Höhe des Randflansches 522 nach oben und geht an ihrem oberen Rand
in eine ebene Deckwand 574 mit einer zentralen Wasserzufuhröffnung 536 unter dem
Zulauf 30 über. Die Kupplungsnabe 508 des Unterteils 504 ragt von unten in den durch
die Ringwand 530 gebildeten kegeligen Dom und befindet sich mit seinem schwach kegeligen
Dach 510 auf dessen halber Hohe. Das in Richtung des Pfeiles 538 as der Überlaufleitung
30 zuströmende Brühwasser wird auf dem Dach 510 nach außen in die Ringwand 530 umgelenkt,
die auf grund ihrer Erweiterung nach unten, unter der Fliekraft eine Förderwirkung
nach unten hat. Die an deren oberem Ende einen nach innen kragenden Rand bildende
Deckwand 534 verhindert ein Ansprühen von Brühwasser über den oberen Rand der Ringwand
530 solang der Zentrifugalfilter 502 das zugeführte Brühwasser aufnehmen kann. Sobald
das Angebot von Brühwasser zu groß wird, bildet sich an der Innenseite der Ringwand
530
eine so starke Wasserschicht, daß sie schließlich durch die
Öffnung 536 austritt und von oberen Ende der Ringwand 530 radial nach außen abgeschleudert
wird. Dieses abgeschleuderje Wasser trifft auf eine nicht dargestellte Ringwand
der Auffangschale 40, auf die auch der abgeschleuderte Kaffee auftrifft. Das überschüssige
abgeschleuderte Brühwasser mischt sich mit dem abfließenden Kaffee und läuft durch
die Ausläufe 50 in die Tassen 20. In diesem Fall fällt das aus der Überlaufleitung
30 vertikal nach unten austretende Brühwasser nach wie vor auf das Dach 510 der
Kupplungsnabe 5Q8 und wird von diesem nach außen geschleudert und fließt dann zu
einem Teil durch den zwischen der vertikalen Wand der Kupplungsnabe 508 und er Ringwand
530 des Filterdeckels 502 gebildeten kreisringförmigen Kanal nach unten in den Innenraum
des Zentrifugalfilters. Der kreisringförmige Kanal 540 ist durch die Wahl der Durchmesser
der Ringwand 530 und der Kupplungsnabe 508 so bemessen, daß die darin auftretende
Strömung ein nach oben Spülen von Kaffeemehl aus dem Filterinnenraum sicher verhindert.
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Ein Teil des bei einem Brühwasser-Uberangebot von dem Dach 5LO nach
außen abgeschleuderten Brühwassers tritt über den Rand der Öffnung 536 nach oben
aus und wird nach außen abgeschleudert, wie durch den Pfeil 542 angedeutet ist.
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Fig. 6 zeigt in einem Schnitt entsprechend dem der Fig. 5 einen Zentrifugalfilter
602, der eine Abwandlung des Zentrifugalfilters 502 gemäß Fig. 5 darstellt. Eine
untere Schale 604 weichünur insofern von der unteren Schale 504 ab, als sie eine
niedrigere Kupplungsnabe 608 aufweist. Der Zentritugalf ter 602 besitzt einen Deckel
620, der bis auf einen Zusatz dem Deckel 520 der Ausführungsform gemäß Fig. 5 gleicht,
wobei für gleiche Teile die gleichen Bezugsziffern verwendet wurden wie in Fig.
5. Eine Kappe 650 ist flachkegelig ausgebildet und weist mit ihrer Spitze nach unten,
während ihr äußerer Rand den gleichen Außendurchmesser besitzt wie die Ringwand
530 an ihrem unteren Ende am Knick 532. Die Kappe 50 besitzt'nach
oben
ragende Befestigungsansätze 652 mit denen sie an der unteren Innenseite der Ringwand
530 so befestigt ist, daß sie unter Belassung eines Ringspalts 65 den durch die
Ringwand 530 gebildeten Dom nach unten abschließt. Uas in den Dom von oben aus der
Überlaufleitung 30 einfallende Brühwasser trifft auf die Oberseite der Kappe 650
und wird nach außen gegen die Ringwand 530 geschleudert, die sich nach unten erweitert
und daher eine Förderwirkung nach unten zum Ringspalt 654 hin hat, durchs den das
Brühwasser in den Filterinnenraum auf den nicht dargestellten Kaffeemehlring abgeschleudert
wird. Die Breite des Ringspaltes 654 ist so auf die Förderleistung des Zentrifugalfilters
abgestimmt, daß der Zentrifugal filter 602 bei ausreichendem Brühwasserangei>ot
ganz vollaufen kann. Bei eie Überangebot an Brühwasser staut sich dieses in den
durch die Ringwand 550 gebildeten Dom zrck und strömt schließlich bei Ausbildung
einer zu dicken Schicht an der Innenseite der Ringwand 530 durch die Öffnung 536
in Richtung des Pfeiles 542 ab und wird nach auen abgeschleudert. Der Ringspalt
654 hat vor allem die Aufgabe, eine Stelle erhöhter Strömungsgeschwindigkeit zu
schaffen, die ein Herausschwemmen von Kaffeemehl in den oberen Dom und evtl. Absprühen
von Kaffeemehl durch die Öffnung 536 verhindert.