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Die Erfindung betrifft eine Kaffeemaschine, insbesondere elektrische Kaffeemaschine, mit einem Zentrifugalfilter, der betriebsmässig lösbar mit einer Motorwelle gekuppelt ist und das Brüh- wasser mittels einer daran angeordneten mitrotierenden Fördereinrichtung aufnimmt, wobei die För- dereinrichtung das Brühwasser um den Umfang verteilt durch mindestens eine Abgabeöffnung in den Brühraum des Zentrifugalfilters abgibt.
Durch die DE-OS 2426260 ist ein Zentrifugalfilter für Kaffee bekanntgeworden, bei dem das
Kaffeemehl während der Extraktion ständig in einem Flüssigkeitsbad steht. Dieser Veröffentlichung ist jedoch keine Anregung dahingehend zu entnehmen, dass in der Anlaufphase der Brühwasserför- derung eine möglichst gleichmässig verteilte Abgabe des Brühwassers auf das Kaffeemehl anzustre- ben ist, um Unwuchten durch ungleichmässige Benetzung des Kaffeemehls in dieser Anlaufphase zu vermeiden. Diese Unwuchten in der Anlaufphase können zu Vibrationen während des Betriebes füh- ren, die auch während des nachfolgenden Betriebes nach Wegfall der Unwucht weiterbestehen, nach- dem sie einmal angeregt worden sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kaffeemaschine der eingangs beschriebenen
Art zu schaffen, bei der Unwuchten vermieden, das Brühwasser dem Kaffeemehl bzw. -pulver bzw.
Mahlkaffee gleichmässig verteilt zugeführt wird und das Kaffeemehl bzw. -pulver bzw. Mahlkaffee gut ausgenutzt wird.
Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass bei einer Kaffeemaschine der eingangs definierten Art der Gesamtquerschnitt der Abgabeöffnung bzw. aller Abgabeöffnungen der
Fördereinrichtung zusammen auf die Förderkapazität der Fördereinrichtung so abgestimmt ist, dass ein Rückstau des Brühwassers in der Fördereinrichtung gegeben ist. Dieser Rückstau führt zu einer gleichmässigen Verteilung auf alle Öffnungen bzw. über die ganze Länge des Ringspaltes und damit zu einer gleichmässigen Beaufschlagung des rund um die Fördereinrichtung in dem eigentlichen Zentrifugalfilter liegenden Kaffeemehls bzw. -pulvers bzw. Mahlkaffees, was insbesondere in der Anlaufphase wichtig ist. Als eigentlicher Filter dient z. B. ein Filterspalt.
Auf diese Weise befindet sich während der grössten Zeit des Brühwasserdurchlaufes durch den Zentrifugalfilter in diesem ein gleichmässig verteilter Wasserring, in dem das Kaffeemehl bzw. pulver bzw. Mahlkaffee aufgenommen ist und auch bei ungleichmässiger Verteilung im Filter nicht mehr zu Unwuchten führen kann.
Vorzugsweise ist die Abstimmung so getroffen, dass der Zentrifugalfilter sich vollständig mit Brühwasser füllt. Die Fördereinrichtung besitzt also eine wesentlich grössere Förderkapazität als der Zentrifugalfilter mit einer normalen Kaffeemehl- bzw. -pulver- bzw. Mahlkaffeefüllung, so dass die Gesamtförderung nur vom eigentlichen Filter am Aussenumfang des Zentrifugalfilters sowie dem Widerstand der Kaffeemehl- bzw. -pulver- bzw. Mahlkaffeeschicht abhängt. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass das Kaffeemehl sich immer im Brühwasserrückstau befindet.
Die Fördereinrichtung ist an ihrem Abgabeende vorzugsweise bis auf eine oder mehrere Abgabeöffnungen verschlossen, wobei die minimale lichte Weite der Abgabeöffnung an keiner Stelle der Öffnung grösser ist als etwa 1/100 bis 50/100 mm. Hiedurch werden die Kaffeemehl- bzw. - pulver-bzw. Mahlkaffeepartikelchen gehindert, bei zu früh abgeschaltetem Motor durch die Abgabeöffnungen zurück in die Fördereinrichtung und schliesslich die Wasserschale geschwemmt zu werden und diese zu verschmutzen. Das Kaffeemehl bzw. -pulver bzw. Mahlkaffee setzt die Öffnung bzw. die Öffnungen zu und hindert auch den im Kaffeefilter befindlichen Kaffee weitestgehend daran, zurück in die Fördereinrichtung und die Wasserschale zu fliessen.
Vorzugsweise beträgt die minimale lichte Weite zwischen 1/100 und 5/100 mm, wodurch der Rückfluss insbesondere von Kaffeemehl bzw. -pulver bzw. Mahlkaffee weitestgehend verhindert wird.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen Fig. l eine Kaffeemaschine mit Zentrifugalfilter in einem vertikalen Schnitt im wesentlichen entlang der Rotationsachse, wie in Fig. 2 als Schnitt I-I angedeutet und Fig. 2 einen Schnitt im wesentlichen entlang der Linie II-II in Fig. l.
Die in der Zeichnung dargestellte elektrische Kaffeemaschine weist ein topfförmiges Sockel- gehäuse --2-- mit einer seitlich daran ausgebildeten Stellfläche --4-- für zwei Kaffeetassen - -6-- nebeneinander auf. Auf dem Sockelgehäuse ruht eine insgesamt ähnlich einer Napfkuchen-
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bzw. Gugelhupfform gestaltete Wasserschale --8-- mit einem zur Mitte hin abfallenden Boden - -10--, an dessen Unterseite eine elektrische Heizung --12-- angeordnet ist.
Im mittleren Bereich geht der Boden --10-- in einen in der Schale nach oben ragenden Rohransatz --14-- über, durch den sich eine vertikale Welle --16-- eines Elektromotors --18-- erstreckt, der von Trägern --20-- gehalten ist, die an der Unterseite des Bodens --10-- der Wasserschale ausgebildet sind.
Ein Zentrifugalfilter --22-- besitzt einen nach unten in die Wasserschale ragenden, sich nach oben erweiternden Hohlkegel --24--, der als Fördereinrichtung für das Brühwasser dient.
Auf der Motorwelle --16-- ist drehfest ein Mitnehmer --25-- befestigt, der mit einem sich schwach konisch nach unten erweiternden Aussenmantel über den Rohransatz --14-- der Wasserschale --8-- nach unten bis in den Bodenbereich der Wasserschale ragt. Der Hohlkegel --24-- besitzt von sei- ner Innenseite vorspringend drei sich über seine ganze Höhe erstreckende Zentrierrippen --27--, deren Innenkanten die gleiche Konizität relativ zur Rotationsachse aufweisen wie der Aussenman- tel des Mitnehmers --25-- und die auf diesen Aussenmantel von oben aufgedrückt sind. Zwischen zwei Zentrierrippen --27-- liegt jeweils eine weitere Rippe --28--, die nicht ganz bis zum
Aussenmantel des Mitnehmers --25-- vorspringt.
Die zusätzlichen, nicht der Zentrierung dienenden
Rippen --28-- dienen dazu eine grössere Zahl von vertikalen Kanälen im Hohlkegel --24-- auszu- bilden, um eine möglichst gleichmässige Verteilung der Brühwasserzufuhr um den Umfang zu er- zielen. Nach oben ist der Hohlkegel durch einen Deckel --29-- verschlossen, wobei zwischen dem
Hohlkegel --24-- und dem Deckel ein Ringspalt --54-- zur Abgabe des Brühwassers auf das Kaffee- mehl offen bleibt. Der Deckel --29-- ist drehfest an den Rippen --27 und 28-verankert und besitzt an seiner Innenseite eine Kupplungsverzahnung, die mit einer Kupplungsverzahnung --26-- am oberen Ende des Mitnehmers --25-- lösbar in Eingriff ist.
Auf dem oberen Rand der Wasserschale --8-- sitzt ein Sammelraum --30-- mit der Gestalt einer ringförmigen Rinne mit einem zur Stellfläche --4-- für die Kaffeetassen --6-- hin abfallenden Boden --32-- und einem etwa radial nach aussen ragenden Ablaufkanal --34--, der sich zu zwei Ausläufen --36-- verzweigt, von denen in der Zeichnung nur einer zu sehen ist. Auf dem
Sammelraum --30-- ruht ein Deckel --38-- mit einer nach unten ragenden zylindrischen Ringwand - -40--, die nach unten in den ringförmigen Sammelraum --30-- hineinragt und den aus dem Zentrifugalfilter abgeschleuderten Kaffee auffängt und in den Ringraum hinunter ableitet.
Im folgenden wird die Funktion der Kaffeemaschine beschrieben. Bei abgenommenem Deckel - -38-- und von der Welle --16-- abgezogenem Zentrifugalfilter --22-- wird Frischwasser von oben in die Wasserschale --8-- eingegossen. Dann wird nach Abnehmen des Deckels --50-- des Zentrifugalfilters --22-- das Kaffeemehl --52-- in diesen eingefüllt. Schliesslich wird der Zentrifugalfilter --22-- auf den auf der Welle --16-- befestigten Mitnehmer --25-- und dessen Kupp- lungsverzahnung --26-- gesteckt und die Deckel --38 und 50-- wieder aufgesetzt und zwei Tassen --6-- unter die Ausläufe --36-- auf die Stellfläche --4-- gesetzt. Durch Betätigung eines Ein-Ausschalters --60-- wird die Heizung --12-- eingeschaltet.
Ein nicht dargestellter, an der Wasserschale --8-- angeordneter Temperaturfühler betätigt eine Signallampe --62-- sobald die Brühtemperatur erreicht ist. Die Maschine ist damit in einer Bereitschaftsstellung und der Benutzer kann, sobald er Kaffee trinken will, durch Betätigung des Tastschalters --64-- den Motor --18-in Gang setzen. Hiedurch wird der Zentrifugalfilter --22-- beschleunigt, wobei zuerst das Kaffeemehl --52-- wie dargestellt ringfömig verteilt wird. Sobald eine genügende Drehzahl erreicht ist, beginnt der Hohlkegel --24-- zu fördern und schleudert das Brühwasser durch einen Ringspalt --54-- an seinem oberen Ende auf den Ring aus Kaffeemehl --52--.
Der bereitete Kaffee tritt aus dem Zentrifugalfilter --22-- durch einen Ringspalt --56-- aus und wird von der Ringwand bzw. Auffangwand --40-- des Deckels --38-- gefangen und nach unten in den Sammelraum - geleitet, von wo er durch den Ablaufkanal --34-- mit einer darin angeordneten nicht dargestellten Verteilereinrichtung und die Ausläufe --36-- in die Kaffeetassen --6-- fliesst. Der abgeschleuderte Kaffee erzeugt auf der durchsichtigen Ringwand bzw. Auffangwand --40-- eine von aussen sichtbare Struktur des Kaffees, die sich merklich ändert, sobald nur noch wenig oder kein Kaffee mehr abgeschleudert wird. Der Benutzer kann nun durch Loslassen des Tastschalters --64-den Motor wieder stillsetzen.
Der letzte abgeschleuderte Kaffee benötigt noch einen Moment, bis er entlang der Ringwand --40-- nach unten durch den Sammelraum --30--, den Ablaufka-
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nal --34--, den nicht dargestellten Verteiler und die Ausläufe --36-- in die Kaffeetassen --6-- abgeflossen ist. Der Schleudervorgang dauert etwa 35 bis 40 s und der Benutzer hält während dieser Zeit den Tastschalter --64-- gedrückt.
Der horizontale Ringspalt --54-- zwischen der Unterseite des Deckels --29-- und der Ober- kante des als Fördereinrichtung für das Brühwasser dienende Hohlkegels --24-- besitzt eine Spalt- breite bzw. lichte Weite von 3/100 mm. Der Ringspalt weist vom Boden des das Kaffeemehl --52-- aufnehmenden Raumes einen Abstand von etwa 1/3 der Höhe dieses Raumes auf.
Der Ringspalt --54-- am Abgabeende der Fördereinrichtung und die gesamte Fördereinrichtung sowie der Ringspalt --56-- aussen am Zentrifugalfilter --22-- sowie die Geometrie des Filters und der sich daraus ergebende Widerstand der darin befindlichen Kaffeemehlschicht sind so aufeinander abgestimmt, dass bei Verwendung von Kaffeemehl feinen oder mittleren Mahlgrades ein Brühwasserrückstau am Ring aus Kaffeemehl --52-- entsteht. Während eines grossen Teiles des Brühvorganges befindet sich also innerhalb des Ringes aus Kaffeemehl --52--, d. h. in radialer Richtung gesehen vor dem Kaffeemehl ein Brühwasserring. Hiedurch wird ein hoher Extraktgehalt im Kaffee, d. h. eine gute Ausnutzung des Kaffeemehls erzielt. Eine Definition der Mahlgrade des Kaffeemehls ist angegeben in der DE-AS 2755014, Spalte 1, Zeilen 47 bis 55.
Vorzugsweise ist die Abstimmung der vorstehend genannten Einflussgrössen auf die Füllung des Filters mit Brühwasser so gemessen, dass der Filter während des grössten Teiles der Filterung ganz mit Brühwasser gefüllt ist und ein Rückstau des Brühwassers bis in die Fördereinrichtung hinein und vorzugsweise bis zu deren Ansaugseite entsteht. Die Geschwindigkeit der Förderung wird in diesem Fall von den Dimensionen des Ringspaltes --56-- und dem Durchflusswiderstand der Kaffeemehlschicht bestimmt. Der Ringspalt --56-- stellt den eigentlichen Filter dar.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Kaffeemaschine, insbesondere elektrische Kaffeemaschine, mit einem Zentrifugalfilter, der betriebsmässig lösbar mit einer Motorwelle gekuppelt ist und das Brühwasser mittels einer daran angeordneten mitrotierenden Fördereinrichtung aufnimmt, wobei die Fördereinrichtung das Brühwasser um den Umfang verteilt durch mindestens eine Abgabeöffnung in den Brühraum des Zentrifugalfilters abgibt, dadurch gekennzeichnet, dass der Gesamtquerschnitt der Abgabeöffnung (54) bzw. aller Abgabeöffnungen der Fördereinrichtung zusammen auf die Förderkapazität der Fördereinrichtung so abgestimmt ist, dass ein Rückstau des Brühwassers in der Fördereinrichtung (24) gegeben ist.