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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Dampf- oder Heißwassererzeuger für Kaffeemaschinen.
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Ein Dampf- oder Heißwassererzeuger für Kaffeemaschinen umfasst in der Regel ein Rohr, aufweisend ein Ende für den Wassereinlauf und ein Ende für den Dampfauslass, ein oder mehrere elektrische Heizelemente, die sich entlang des Rohrs entwickeln, eine Einlaufverbindung, die am Einlaufende des Rohrs angebracht ist, sowie eine Auslassverbindung, die am Auslassende des Rohrs angebracht ist.
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Der Dampf- oder Heißwassererzeuger wird vom Hydraulikkreis der Kaffeemaschine mit Wasser versorgt und erhitzt oder überhitzt dieses, um Heißwasser oder Dampf zu erzeugen, das/der zu einem Heißwasser- oder Dampfausgaberohr oder einer Heißwasser- oder Dampfausgabedüse weitergeleitet wird, das/die normalerweise von der Kaffeemaschine vorgesehen ist.
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Eins der größten Probleme, die ein herkömmlicher Dampf- oder Heißwassererzeuger aufweist, besteht darin, dass Kalkablagerungen an der Innenwand des Rohrs erzeugt werden können, insbesondere, wenn das Wasser einen hohen Härtegrad aufweist.
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Die Kalkablagerungen können sich von der Innenwand des Rohrs lösen und den einwandfreien Betrieb und/oder die strukturelle Unversehrtheit der Komponenten des Hydraulikkreises der Kaffeemaschine, die nach dem Erzeuger angeordnet sind, beeinträchtigen.
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Insbesondere können die Kalkablagerungen, die sich vom Rohr lösen, die Düse oder das Rohr zur Dampfausgabe oder etwaige Elektroventile, die sich zwischen dem Erzeuger und der Ausgabedüse oder dem Ausgaberohr befinden, verstopfen.
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Um dieses Problem zu beseitigen, wird das Rohr normalerweise mit speziellen Entkalkungsmitteln gereinigt.
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Der Erfolg der Entkalkung zur Verhütung möglicher Beschädigungen der Komponenten des Hydraulikkreises der Kaffeemaschine, die nach dem Erzeuger angeordnet sind, hängt von der Fähigkeit und dem rechtzeitigen Eingreifen des Bedieners ab, der den Vorgang regelmäßig zu wiederholen hat, wenn das Risiko, dass sich neue Kalkablagerungen gebildet haben, die sich vom Rohr ablösen können, als tatsächlich vorliegend bewertet wird.
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Dieser Erfindung liegt daher die technische Aufgabe zugrunde, einen Dampf- oder Heißwassererzeuger für Kaffeemaschinen bereitzustellen, der die Beseitigung der technischen Probleme ermöglicht, die der Stand der Technik aufweist.
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Im Rahmen dieser technischen Aufgabe ist es ein Zweck der Erfindung, einen Dampf- oder Heißwassererzeuger für Kaffeemaschinen bereitzustellen, der die Beseitigung des Risikos in Verbindung mit der Beeinträchtigung der funktionellen Unversehrtheit und der Funktionstüchtigkeit der Komponenten des Hydraulikkreises der Kaffeemaschine, die nach dem Dampf- oder Heißwassererzeuger angeordnet sind, durch Kalkablagerungen, die sich von der Innenwand des Rohrs des Dampf- oder Heißwassererzeugers ablösen, ermöglicht.
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Eine weitere Aufgabe dieser Erfindung ist es, einen Dampf- oder Heißwassererzeuger bereitzustellen, der eine Konstruktion aufweist, die problemlos in ihre wesentlichen Bauteile zerlegt werden kann, um deren einfache und schnelle Inspektion und Reinigung zu ermöglichen.
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Die technische Aufgabe sowie diese und weitere erfindungsgemäße Zwecke werden durch die Bereitstellung eines Dampf- oder Heißwassererzeugers für Kaffeemaschinen erfüllt, umfassend ein Rohr, aufweisend ein Ende für den Wassereinlauf und ein Ende für den Auslass von Dampf oder heißem Wasser, mindestens ein elektrisches Heizelement, das sich entlang des Rohrs entwickelt, eine Einlaufverbindung, die am Einlaufende des Rohrs angebracht ist, sowie eine Auslassverbindung, die am Auslassende des Rohrs angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass er einen Filter aufweist, der mit der Auslassverbindung integriert ist.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Filter im Rohr positioniert.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erstreckt sich der Filter von einem Ende der Auslassverbindung im Rohr.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Filter aus einem einzigen Stück mit der Auslassverbindung gefertigt. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Auslassverbindung einen internen Kanal auf, der sich entlang einer Achse der Auslassverbindung entwickelt, wobei der Filter seinerseits einen internen Kanal aufweist, der sich entlang einer Achse des Filters entwickelt und in Fluidkommunikation mit dem internen Kanal der Auslassverbindung steht.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erstrecken sich der interne Kanal der Auslassverbindung und der interne Kanal des Filters koaxial.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erstreckt sich der interne Kanal des Filters koaxial zum Rohr.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Filter einen Boden und eine Innenwand auf, die mit einer Vielzahl an kalibrierten Durchgangsöffnungen ausgestattet sind.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Filter eine zylindrische Beschaffenheit auf.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Auslassverbindung an der Außenseite eine Umfangsvertiefung auf, in der eine Dichtung zur radialen Abdichtung gegen das Rohr untergebracht ist.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Auslassverbindung einen Flansch auf, der gegen einen Flansch des Auslassendes des Rohrs im Eingriff ist.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine Befestigungsklammer vorgesehen, die ausgestaltet ist, um den Flansch der Auslassverbindung gegen den Flansch des Auslassendes des Rohrs festzuspannen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der interne Kanal der Auslassverbindung an einem Abschnitt außerhalb des Rohrs ein verbreitertes Teilstück und ein Schulterstück auf, die einen Sitz zum Einsetzen eines externen Rohrs begrenzen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine Matrix vorgesehen, in der das Rohr und das Heizelement eingegliedert sind.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Einlaufverbindung an einem Ende im Rohr ein Element auf, das ausgestaltet und angeordnet ist, um den einlaufenden Wasserstrom zu teilen.
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Diese Erfindung offenbart auch eine Kaffeemaschine, die einen derartigen Dampf- oder Heißwassererzeuger aufweist.
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Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung ergeben sich deutlicher aus der Beschreibung bevorzugter, jedoch nicht ausschließlicher Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Dampf- oder Heißwassererzeugers, der als nicht einschränkendes Beispiel in den beigefügten Zeichnungen dargestellt ist.
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Es zeigt:
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1 eine erste bevorzugte Ausführungsform des Dampf- oder Heißwassererzeugers in der Perspektive und teilweise als Explosionsdarstellung;
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2 einen vergrößerten Ausschnitt im Querschnitt des Bereichs des Erzeugers aus 1, in dem die Auslassverbindung vorgesehen ist;
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3 im Querschnitt eine zweite bevorzugte Ausführungsform des Heißwassererzeugers, in der die Bauform der elektrischen Heizelemente hervorgehoben ist;
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4 den Erzeuger aus 3 im Querschnitt nach den Linien 4-4; und
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5 einen möglichen Plan des Hydraulikkreises einer Kaffeemaschine, die den Erzeuger aufweist.
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In der nachfolgenden Beschreibung werden gleichwertige Teile der verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung mit demselben Zahlenbezug angegeben.
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Unter Bezugnahme auf die genannten Figuren umfasst der Hydraulikkreis der Kaffeemaschine 1 auf bekannte Weise und in Kaskadenform eine Wasserquelle (nicht dargestellt), bei der es sich um das private Wassernetz oder einen entsprechenden Wasserbehälter handeln kann, eine Versorgungspumpe 2, einen Boiler 3, eine Brühgruppe 4, definierend eine Brühkammer, in der die Kaffeedosis positioniert wird, und einen externen Kaffeeausschank 5, um den Kaffee in eine oder zwei Tassen 6, die sich darunter befinden und eigens auf einem Abstellgitter 7 positioniert wurden, auszuschenken.
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Der Hydraulikkreis der Kaffeemaschine 1 umfasst ebenso ein Rohr 8 zur Wasserversorgung eines Dampf- oder Heißwassererzeugers 9, hydraulisch verbunden mit einem externen Dampf- oder Heißwasserauslass 10, der die Form eines Rohrs oder einer Ausgabedüse annehmen kann.
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Der Hydraulikkreis der Kaffeemaschine 1 umfasst ebenso ein erstes Elektroventil 60 mit drei Wegen, aufweisend einen Weg, der mit dem Auslass der Versorgungspumpe 2 verbunden ist, und einen Weg, der mit dem Einlauf des Boilers 3 verbunden ist, und einen Weg, der mit dem Einlauf des Versorgungskreises 8 verbunden ist, und ein zweites Elektroventil 61 mit drei Wegen, aufweisend einen Weg, der mit dem Auslass des Erzeugers 9 verbunden ist, einen Weg, der mit dem Einlauf des externen Ausschanks 10 verbunden ist, und einen Weg, der mit einem Entleerungskreis 62 verbunden ist.
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Wenn er für die Dampferzeugung eingerichtet ist, kann der externe Ausschank 10 mit einem Milchbehälter 11 oder einer Vorrichtung zum Aufschäumen einer Menge an Milch, die mit dem in der Tasse 6 enthaltenen Kaffee zur Zubereitung eines Cappuccinos zu vereinen ist, assoziiert werden.
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Der Erzeuger 9 umfasst ein Rohr 12, aufweisend ein Ende für den Wassereinlauf 13 und ein Ende für den Dampfauslass 14, mindestens ein elektrisches Heizelement und insbesondere zwei elektrische Heizelemente 15, die sich in einer diametral entgegengesetzten Position entlang des Rohrs 12 entwickeln, eine Einlaufverbindung 16, die am Einlaufende 13 des Rohrs 12 angebracht ist, sowie eine Auslassverbindung 17, die am Auslassende 14 des Rohrs 12 angebracht ist.
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Die elektrischen Heizelemente 15 umfassen Widerstandselemente, die länglich ausgebildet sind, um der axialen Entwicklung des Rohrs 12 zu folgen, in diesem Fall, aber nicht unbedingt kurvenförmig.
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Das Rohr 12 besteht aus einem thermisch leitenden Material, zum Beispiel aus rostfreiem Stahl.
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Die Einlaufverbindung 16 und die Auslassverbindung 17 sind vorzugsweise aus Kunststoff gefertigt.
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Die Einlaufverbindung 16 weist entlang ihrer Achse einen internen Kanal 19 für den Einlauf des Wassers in das Rohr 12 auf, und die Auslassverbindung 17 weist entlang ihrer Achse L einen internen Kanal 20 für den Auslauf des heißen Wassers oder Dampfs aus dem Rohr 12 auf.
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Der Erzeuger 9 weist zudem eine thermisch leitende Matrix 18 auf, in die das Rohr 12 und die elektrischen Heizelemente 15 integriert sind.
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Im dargestellten Fall unter Bezugnahme insbesondere auf die 3 und 4 handelt es sich bei der Matrix 18 um einen Block aus Aluminiumdruckguss, der eine Aufnahme 18a für das Rohr 12 und zwei Aufnahmen 18b für die elektrischen Heizelemente 15 aufweist. Das Rohr 12 ist mittels Lötung an seiner Aufnahme 18a fixiert, während die elektrischen Heizelemente 15 jeweils ein Widerstandselement 15a umfassen, das spiralförmig gewunden und in einem Füllstoff 15b aus Kieselerde eingebettet ist, gehalten in der jeweiligen Aufnahme 18b mittels isolierender Abdeckungen 15c aus Keramikmaterial, die von Elektroden 15d durchquert werden, die elektrisch von Kontakten 15e gespeist werden.
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Die Matrix 18 kann in jedem Fall unterschiedliche Formen aufweisen, zum Beispiel die Form eines Blocks aus Aluminiumdruckguss, in dem das Rohr 12 und die elektrischen Heizelemente 15 eingebettet sind, oder die Form von zwei Schalen aus rostfreiem Stahl, in denen sich ein gepanzerter Widerstand im Wasserbad befindet, oder eine andere Form.
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Vorteilhafterweise weist der Erzeuger 9 einen Filter 21 auf, der mit der Auslassverbindung 17 integriert ist.
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Der Filter 21 ist insbesondere aus einem einzigen Stück mit der Auslassverbindung 17 gefertigt.
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Der Filter 21 ist im Rohr 12 positioniert und erstreckt sich von einem Ende der Auslassverbindung 17 im Rohr 12.
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Der Filter 21 weist entlang seiner Achse L’ einen internen Kanal 22 auf, der in Fluidkommunikation mit dem internen Kanal 20 der Auslassverbindung 17 steht.
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Der interne Kanal 20 der Auslassverbindung 17 und der interne Kanal 22 des Filters 21 erstrecken sich genauer gesagt koaxial. Der interne Kanal 22 des Filters 21 erstreckt sich seinerseits koaxial zum Rohr 12, mit dem er einen Zwischenraum 23 begrenzt. Der Körper des Filters 21, der vorzugsweise eine zylindrische Beschaffenheit aufweist, ist aus einem Boden 24 und einer Seitenwand 25 gebildet, versehen mit einer Vielzahl an kalibrierten Durchgangsöffnungen 26.
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Die Auslassverbindung 17 weist an einem Abschnitt im Rohr 12 eine äußere Umfangsvertiefung 27 auf, in der eine Dichtung 28 zur radialen Abdichtung gegen das Rohr 12 untergebracht ist.
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Die Auslassverbindung 17 weist zudem einen Flansch 29 auf, der gegen einen Flansch 30 des Auslassendes 14 des Rohrs 12 im Eingriff ist.
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Der Flansch 29 der Auslassverbindung 17 und der Flansch 30 des Auslassendes 14 des Rohrs 12 sind gegeneinander in einer Nut 31 einer Befestigungsklammer 32 festgespannt.
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In der Ausführungsform der 1 und 2 ist die Befestigungsklammer 32 ebenso mit Flügeln 33 zum Schutz und zur Führung der Drähte für die Stromversorgung der elektrischen Heizelemente 15 versehen.
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An einem Abschnitt der Auslassverbindung 17 außerhalb des Rohrs 12 weist der interne Kanal 20 der Auslassverbindung 17 ein Teilstück 34 mit verbreitertem Durchgangsquerschnitt auf, das mit einem Schulterstück 35 endet und mit dem Schulterstück 35 einen Sitz 38 zur Aufnahme eines Endes eines externen Rohrs 36 zur Verbindung des Erzeugers 9 mit dem externen Ausschank 10 begrenzt.
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Das externe Verbindungsrohr 36 ist flexibel und besteht insbesondere aus PTFE, kann aber alternativ steif und aus einem anderen Material gefertigt sein.
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Am Ende des externen Rohrs 36 ist fest eine Buchse 39 verkeilt, aufweisend eine äußere Oberfläche, die mit der Wand des Teilstücks 34 des internen Kanals 20 der Auslassverbindung 17 vereint ist.
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Die Buchse 39 weist ein erstes Ende auf, das zum Ende des externen Rohrs 36 nach hinten versetzt ist, und am Teilstück des externen Rohrs 36 zwischen deren Ende und dem ersten Ende der Buchse 39 ist ein O-Ring zur radialen Dichtung 40 gegen die Wand des Teilstücks 34 des internen Kanals 20 der Auslassverbindung 17 positioniert.
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Der O-Ring zur Dichtung 40 interferiert mit dem Schulterstück 35 in der Position, in der das externe Rohr 36 am weitesten in die Auslassverbindung 17 eingeführt ist.
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Die Auslassverbindung 17 weist zudem an ihrem Abschnitt außerhalb des Rohrs 12 einen Sitz 41 für einen Splint 42 auf, der auf dem Durchmesser des externen Rohrs 36 eingesetzt und positioniert ist, um mit einem zweiten Ende der Buchse 39 zu interferieren, um zu verhindern, dass das externe Rohr 36 aus seinem Sitz 38 herausgezogen wird.
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Die Einlaufverbindung 16 weist einen Aufbau auf, der mit dem bereits erläuterten der Auslassverbindung 17 übereinstimmend ist. Insbesondere weist die Einlassverbindung 16 an einem Abschnitt im Rohr 12 eine äußere Umfangsvertiefung 43 auf, in der eine Dichtung 44 zur radialen Abdichtung gegen das Rohr 12 untergebracht ist. Die Einlassverbindung 16 weist zudem einen Flansch 45 auf, der gegen einen Flansch 46 des Einlaufendes 13 des Rohrs 12 im Eingriff ist. Der Flansch 45 der Einlaufverbindung 16 und der Flansch 46 des Einlaufendes 13 des Rohrs 12 sind gegeneinander in einer Nut 47 einer Befestigungsklammer 48 festgespannt.
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In der Ausführungsform der 1 und 2 ist die Befestigungsklammer 48 ebenso mit Flügeln 49 zum Schutz und zur Führung der Drähte für die Stromversorgung der elektrischen Heizelemente 15 versehen.
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Die Einlaufverbindung 16 weist einen internen Sitz zur Aufnahme eines Endes eines externen Rohrs 50 zur Verbindung des Erzeugers 9 mit der Versorgungsleitung 8 auf. Die Befestigung mit hydraulischer Abdichtung zwischen dem externen Rohr 50 und dem Rohr 12 mittels der Einlaufverbindung 16 ist übereinstimmend mit der bereits erläuterten zwischen dem externen Rohr 36 und dem Rohr 12 mittels der Auslassverbindung 17, wobei auch in diesem Fall eine Buchse 51, ein Splint 52 und ein O-Ring zur radialen Abdichtung 53 zum Einsatz kommen.
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Der wichtigste Unterschied bezüglich des Aufbaus der Einlassverbindung 16 gegenüber der Auslassverbindung 17 besteht darin, dass kein Filter vorhanden ist, sondern ein Element 54, das ausgestaltet und angeordnet ist, um den einlaufenden Wasserstrom zu teilen. Das Teilungselement 54 ist aus einem Segment gebildet, das sich außerhalb eines Endes der Einlaufverbindung 16 im Rohr 12 an der Verlängerung einer diametralen Ebene des axialen Kanals in der Einlaufverbindung 16 entwickelt.
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Die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Erzeugers 9 wird aus der Beschreibung und Darstellung deutlich und ist im Wesentlichen folgende.
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Wenn ein Bedarf an Dampf oder Heißwasser besteht, aktiviert der Bediener der Kaffeemaschine 1 die elektrischen Heizelemente 15 und die Versorgungspumpe 2, um Wasserstrahlen zum Erzeuger 9 zu leiten.
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Der in den Erzeuger 9 über die Einlaufverbindung 16 einlaufende Wasserstrom wird vom Teilungselement 54 geteilt und gezwungen, die Innenwand des Rohrs 12 zu berühren und so die Effizienz des Erzeugers 9 zu verbessern.
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Der Dampf oder das Heißwasser, der/das entlang des Rohrs 12 erzeugt wurde, ist gezwungen, durch den Filter 21 zu strömen, um aus der Auslassverbindung 17 des Erzeugers 9 auszutreten.
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Während des Strömens durch den Filter 21 werden etwaige Kalkablagerungen, die sich von der Innenwand des Rohrs 12 gelöst haben, vom Filter 21 gefiltert und können später bei der Instandhaltung beseitigt werden, indem der Erzeuger 9 einfach durch das Abnehmen der Befestigungsklammer 32 und das Herausziehen des Splints 42, um die Auslassverbindung 17 und mit dieser den Filter 21 sowohl vom Rohr 12 als auch vom externen Rohr 36 zu entfernen, zerlegt wird.
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Der so konzipierte Dampf- oder Heißwassererzeuger für Kaffeemaschinen unterliegt zahlreichen Änderungen und Varianten, die alle unter den Umfang des Erfindungskonzepts fallen. Alle Einzelteile können zudem durch technisch gleichwertige Elemente ersetzt werden.
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Praktisch können die eingesetzten Materialien sowie die Abmessungen je nach Bedürfnissen und Stand der Technik beliebig sein.
