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Kaffeemaschine Die Erfindung bezieht sich auf eine insbesondere für
den Haushaltsgebrauch bestimmte Kaffeemaschine mit einem Wasserkessel und einer
mit diesem verbundenen Aufbrühvorrichtung in Form eines an seiner Unterseite durch
ein Filtersieb abgeschlossenen stehenden Zylinders und eines darin durch einen Handhebel
aufwärts und durch eine Druckfeder abwärts bewegbaren Kolbens, der den Zutritt des
unter Druck stehenden Brühwassers auf das mit Kaffeepulver gefüllte Filtersieb steuert
und nach Absperrung desselben die Kaffeebrühe durch das Filtersieb drückt.
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Bei den bekannten Kaffeemaschinen dieser Art steht der Wasserraum
des Kessels mit dem Raum zwischen dem Kolben und dem Filtersieb nur in der oberen
Endlage des Kolbens in Verbindung, während er mit dem oberen Zylinderraum nicht
verbunden ist, so daß die Druckfeder so stark bemessen werden muß, daß sie allein
die Kaffeebrühe durch das mit Kaffeepulver gefüllteFiltersieb zu drücken vermag.
Dieser Umstand bedingt die Aufwendung einer verhältnismäßig großen Kraft beim jedesmaligen
Anheben des Kolbens, was für den Benutzer äußerst lästig ist.
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Dieser Nachteil wird gemäß der Erfindung dadurch beseitigt, daß der
obere Zylinderraum mit dem Wasserraum des Kessels in ständiger Verbindung steht
und der Kolben mit einer durchgehenden Mittelbohrung auf dem abgesetzten unteren
Ende des Kolbenstangenendstückes mit axialem und radialem Spiel befestigt ist und
eine nach oben weisende kreisringförmige Dichtungsfläche aufweist, die mit einer
entsprechend -bemessenen kreisringförmigen Gegenfläche an der Unterseite des Kolbenstangenendstückes
in der Weise zusammenwirkt, daß die Dichtungsflächen während der ganzen Dauer der
Aufwärtsbewegung des Kolbens -den Brühwasserdurchtritt aus dem oberen Zylinderraum
auf das Filtersieb freigeben, mit Beginn der Abwärtsbewegung des Kolbens jedoch
den weiteren Brühwasserdurchtritt absperren, so -daß zum Durchdrücken der Kaffeebrühe
durch das mit Kaffeepulver gefüllte Filtersieb außer dem Federdruck auch der im
Kessel herrschende Druck wirksam ist. Diese Anordnung bietet die Möglichkeit, die
Druckfeder wesentlich schwächer zu bemessen und damit die beim jedesmaligen Anheben
-des Kolbens' aufzuwendende Kraft erheblich zu vermindern.- - .
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In-der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht,
es *zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Kolbenachse der im Ruhestand befindlichen
Kaffeemaschine und Fig.2 den Kolben und den Zylinder im vergrößerten Maßstab.
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Wie aus Fig. 1 hervorgeht, hat die mit Füßen versehene Grundplatte
1 einen Stutzen 4, in welchem eine Hohlsäule5 befestigt ist, die. einen Wasserkesse16
trägt. Der Wasserkessel ist einstückig mit dem die Aufbrühvorrichtung bildenden
Zylinder 7 ausgebildet. Der das Kolbenaggregat zur Zubereitung des Kaffees aufnehmende
Zylinder 7 ist über Öffnungen 8 mit dem Kessel 6 derart in Verbindung gebracht,
daß das Wasser aus dem Kessel so weit verbraucht werden kann, bis es im Kessel das
Niveau erreicht, bei dem. der elektrische Widerstand 9 über dem Boden des Kessels
eben noch bedeckt ist.
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Über dem Zylinder 7 ist ein um den Zapfen 10 schwenkbarer Hebel 11
angebracht, dessen unterer Hebelarm gegabelt ist, wobei in der Gabelöffnung ein
an dem freien Ende der Kolbenstange 13 befindlicher Ouerzäpfen 12 eingreift. Der
.Kessel 6 ist mit einem Deckel 14 dicht verschlossen, der eine Schraube 15 aufnimmt,
auf der ein. Handrad 21 befestigt ist. Die Schraube 15 weist einen in einen hohlkegelförmigen
Sitz des Deckels passenden kegelförmigen Ansatz 16 auf und ist mit einem Hohlgewinde
17 am Ende einer am Boden des Kessels 6 befestigten Stange 18 verschraubt. Der Kesselrand
weist eine Nut auf, die eine Dichtung 19 aufnimmt, -gegen welche der in die Nut
eingreifende abgesetzte Rand 20 des Deckels angedrückt wird.
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In dem Kesseldeckel 14 ist ein auf einen bestimmten Überdruck einstellbares
Sicherheitsventil 28 sowie ein Sicherheitsverschluß 23 mit einer Membran
24 eingesetzt, welche den höchstzulässigen Druck in dem Kessel gerade noch aushält.
In der Wandung des Zylinders 7 ist ein Schauglas 25 zur Beobachtung des Wasserstandes
im Kessel 6 angeordnet.
Der elektrische Heizwiderstand 9 steht mit
dem Kabel 26 in Verbindung, das von der etwa aus einem Rohr bestehenden aufrecht
stehenden Hohlsäule 5 umschlossen ist und zu einem Schalter führt. Am unteren Ende
des Kessels ist ein Bodendeckel 31 angebracht, der die Anschlußklemmen des
Widerstandes 9 schützendz verdeckt und mittels einer mit Rundgriff 30 versehenen
Mutterfestgehalten wird.
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DerRundgriff 30 dient dazu, das in dem Filtersieb 28 befindliche Kaffeepulver
vor der Anwendung des Filterträgers 29 zu pressen, bevor der Filterträger 29 in
die Glocke 32 unter dem Kolbenaggregat eingesetzt wird. Die Maschine stellt ein
standfestes, auch während der Handhabung mit dem Hebel 11 keine besondere Verankerung
benötigendes Gerät dar, das sich bei minimalem Kraftaufwand bedienen läßt. Die Abdichtung
zwischen dem Deckel 14 und dem Kessel 6 läßt sich lediglich durch das Lockern der
Schraube 15 aufheben, ohne diese von der Schraubenmutter ganz zu lösen, wodurch
verhindert wird, daß der Deckel gewaltsam durch einen restlichen in dem Kessel noch
vorhandenen Druck herausgestoßen wird.
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Wie aus Fig. 2 hervorgeht, ist in dem Zylinder 7 ein das Kolbenaggregat
aufnehmender oberer hohler Zylinderraum 2 vorhanden, der den durch die mit einem
in den Zylinderraum 2 hineinragenden Ansatz 3 versehene Stirnwandung des Zylinders
7 geschlossen ist, in welcher die Führungs- und Steuerteile der Stange 13 eingebaut
sind. Die Stange ist in einem kräftigen differentialkolbenartigen Endstück47 eingeschraubt.
Der zylindrische Hohlraum 2 ist in seinem unteren Teil mit einer Wasserbrause 33
versehen, welche von dem Ring 34 getragen wird, der in den unteren Teil des Zylinders
7 dicht eingeschraubt ist. Dieser Ring bildet einen Hohlzylinder, in welchem der
eine Ringdichtung 37 aufnehmende Kolben 36 dicht gleitet.
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Der Kolben 36 weist in der Richtung nach der Wasserbrause 33 hin eine
mit Kanälen 54 versehene Verlängerung 38 von einem kleineren Durchmesser auf, die
in dem engeren Teil des in den Zylinderraum 2 hineinragenden Ringes 34 gleitet.
Auf diese Weise bildet der Ring 34 einen Abschluß 39, an den sich der kegelige Zwischenteil
des Kolbens legt, der die beiden Kolbenteile verschiedenen Durchmessers verbindet.
Der Kolben 36 hat auf der dem Kolbenstangenendstück zugekehrten, also nach oben
weisenden Seite eine kreisringförmige Dichtungsfläche 40 um die Kolbenmittelbohrung
41 herum, in welche ein abgesetztes, zylinderförmiges unteres Ende 42 des Kolbenstangenendstückes
47 eingeführt ist. Das Ende 42 ist länger als die Kolbenmittelbohrung und endet
in einem Gewindeteil, auf welchen eine das Endstück 47 mit dem Kolben 36 verbindende
Mutter 43 derart aufgeschraubt ist, daß der Kolben ein axiales Spiel hat. Außerdem
hat der Kolben 36 auch ein radiales Spiel, da das abgesetzte Ende 42 einen kleineren
Durchmesser hat als die Kolbenmittelbohrung41, und auch ein entsprechendes Spiel
zwischen der Kolbenaußenfläche und der Innenfläche des Ringes 34 sowie zwischen
der Innenfläche des Kolbens und dem Kolbenstangenendstück 47. Die kreisringförmige
Kolbendichtungsfläche 40 wirkt infolge des vorhandenen Spieles mit einer entsprechend
bemessenen kreisringförmigen Gegenfläche 44 an der Unterseite des Kolbenstangenendstückes
47 -zusammen, wobei die eigentliche Anlage bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
an der in das Endstück eingelassenen Dichtung 45 erfolgt. Beide Dichtungs-bzw. Anlageflächen
können sich infolge des vorhandenen Spiels gegebenenfalls= vollständig decken. Der
oberhalb des Kolbens befindliche Teil des Endstückes 47 bildet eine ringförmige
Platte 46, gegen die sich eine zylindrische Schraubenfeder 48 legt, die mit ihrem
oberen Ende den Vorsprung 3 umschließt und sich gegen die obere Zylinderstirnwandung
abstützt. Die beiden Öffnungen 8 in der Kesselwandung münden in den Zylinderraum,
der sich über dem höher als der Kolben liegenden Teil 35 des Ringes 34 befindet.
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Die Kaffeemaschine wirkt wie folgt: Es wird angenommen, daß in dem
oberen Raum 2 des Zylinders 7 ein Druck herrscht, unter dem dieser Raum gespeist
wird, und die Dichtungsflächen 40 und 44 sich berühren; in diesem Zustand werden
die Dichtungsflächen durch den jeweiligen Druck der Feder 48 und durch die Druckdifferenz
zwischen dem gesamten Wasserdruck auf der Oberfläche A (dicke Linie) und der Oberfläche
B (Doppellinie dick und dünn) gegeneinander gehalten. Auf die ringförmige schräge
Fläche 39 des Ringes 34 wirkt der gleiche nachstehend mit P bezeichnete Druck, der
auf die Dichtungsfläche 40 ausgeübt wird.
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Unter diesen Bedingungen wird der Filterträger 29 mit dem den leicht
gepreßten Kaffee aufnehmenden Filtersieb 28 in die Glocke 32 eingesetzt. Dann wird
der Kolben durch das Herunterdrücken des Handgriffes 11 angehoben. Sobald die hierbei
ausgeübte Kraft so stark ist, daß sie den Druck P überwindet, trennt sich die Stange
13 mit dem Endstück 47 vom Kolben 36 in Aufwärtsrichtung ab, soweit es der
Spielraum erlaubt. Der Kolben bleibt aber zunächst noch stehen, weil er noch mit
dem hydraulischen Druck belastet ist. Danach dringt das Wasser durch das radiale
Spiel des Kolbens unter die Wasserbrause 33 und übt auf die Unterseite des Kolbens
einen hydraulischen Druck aus, der gleich dem über dem Kolben herrschenden Druck
ist, welcher dem durch das Filtersieb entgegengebrachten Widerstand entspricht.
Zum weiteren Herunterdrücken des Handhebels ist somit, abgesehen von der Reibung,
nur die zum weiteren Zusammendrücken der Feder erforderliche Kraft nötig, weil die
hydraulischen Drücke sich aufheben.
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Wird der Handhebel nach Heraufbewegen des Kolbens losgelassen, so
entspannt sich die die Stange 13
unter Wahrung eines Zwischenraums umgebende
Feder 48, indem sie die kreisringförmigen Dichtungsflächen 40 und 44 gegeneinanderdrückt,
tvobei die Dichtung 45 zusammengedrückt wird. Der Raum unter dem Kolben steht dann
nicht mehr mit dem Kessel 6 in Verbindung. Die Kolbenoberseite befindet sich dagegen
unter dem in dem oberen Zylinderraum 2 herrschenden, um den Federdruck vermehrten
Wasserdruck. Der daraus resultierende Druck läßt den Kolben allmählich herabsinken,
so daß das sich unter dem Kolben befindliche Wasser allmählich durch den im Filtersieb
befindlichen Kaffee getrieben wird.
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Während es bei den bisherigen Kaffeemaschinen üblich war, das Herbeiführen
der Abwärtsbewegung des Kolbens ausschließlich der Federkraft zu überlassen, wird
für die Abwärtsbewegung des Kolbens gemäß der Erfindung außer der Federkraft auch
der Wasserdruck herangezogen, so daß die Feder schwächer sein kann und die bei ihrer
Zusammendrückung zu leistende Arbeit kleiner und daher auch die zum Bedienen der
Maschine erforderliche Kraft geringer ist.
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Ein weiterer Vorteil besteht dabei darin, daß jede gewünschte Kaffeemenge
verabreicht werden kann. Das im Zylinderraum 2 verbleibende Wasser kann während
der Zeit, in der Kaffee zubereitet wird, nicht kalt werden, weil die Wandung des
Zylinders 7 teilweise
auch die Wandung des Kessels 6 bildet und
weil durch die Öffnungen 8 außerdem ein Wärmeaustausch stattfindet.