DE1690587C - Automatisch arbeitender elek trischer Kaffeekocher - Google Patents

Description

tür der Flüssigkeit Siedetemperatur erreicht, um Fig. 17 die Ansicht eines Querschnitts durch

dann die Flüssigkeit auf einer vorherbestimmten einen Kocher mit einem Erhitzer aus Metallegierung,

Temperatur zu halten. Der keramische Kaltleiter der auf der Außenseite des Kochers höher als der am kann aus einem keramischen Bariumtitanat-Halblei- Kocherboden befestigte keramische Erhitzer an-

ter bestehen, der einen niedrigeren elektrischen 5 geordnet ist,

Widerstand, als den ihn die Heizvorrichtung bei Fig. 18 ein Querschnitt durch einen erfindungs-

Raumtemperatur hat, besitzt, und der in der Nähe gemäßen Kaffeekocher mit Kaffeebehälter,

der Curieschen Temperatur einen schnellen Anstieg Fig. 19 eine perspektivische Ansicht des in

seines Widerstandswertes erfährt. F i g. 18 dargestellten Kaffeebehälters,

Die Heizvorrichtung kann aus einem Heizkörper io Fig.20 eine perspektivische Ansicht eines Kafaus Metallegierung bestehen. feebehälters, der ein Loch zur Einstellung der Was-

Einzelheiten der vorliegenden Erfindung gehen serdampfmenge besitzt, die zum Extrahieren von aus der nachstehenden Beschreibung hervor, die im Kaffee zu kondensieren ist und
Zusammenhang mit den ihr beigefügten Zeichnungen F i g. 21 ein Schaltbild einer Anzeigelampe, die

zu lesen ist Es zeigt 15 das erfindungsgemäße Arbeiten des Kochers anzuzei-

Fig. 1 ein Schaltbild des temperaturabhängigen gen hat.
Beheizungssystems der vorliegenden Erfindung, Bevor die Konstruktion des erfindungsgemäßen

Fig.2 ein Diagramm, das die Stromspannungs- automatischen Kaffeekochers näher beschrieben kennlinien des keramischen Erhitzers bei mehreren wird, soll das neuartige Beheizungssystem unter BeUmgebungstemperaturen wiedergibt, ao ziehung auf die Abbildungen Fig. 1,2,3 und4 er-

F i g. 3 ein Schaubild, das die Änderung der Ar- läutert werden.

beitspunkte des Beheizungssystems bei verschiedenen Wie die F i g. 1 zeigt, sind Klemmen, die sich zum

Umgebungstemperaturen wiedergibt, elektrischen Anschluß an eine Stromquelle eignen,

F i g. 4 ein Schaubild, das die Änderung des Stro- mit dem keramischen Erhitzer 1 und dem aus Metallmes mit der Umgebungstemperatur des keramischen as legierung bestehenden Erhitzer 2 verbunden, die mit-Erhitzers des erfindungsgemäßen Beheizungssystems einander in Reihe geschaltet sind. Der aus einer Lewiedergibt, gierung bestehende Erhitzer 2 ist aus herkömmlichem

F i g. 5 ein Diagramm, das einen Temperaturzy- Widerstandslegierungsmaterial, zum Beispiel einer klus wie den in Fig.4 dargestellten und Wärme- Ni-Cr-Legierung, hergestellt. Der keramische Erhitkennlinien dreier typischer Kaffeekocher wiedergibt, 30 zer 1 ist aus sogenannter PTC-Bariumtitanatkeramik

F i g. 6 ein Diagramm, das eine Zeit-Temperatur- hergestellt, die einen niedrigeren elektrischen Widerkurve der Kaffeeflüssigkeit und eine Zeit-Stromfluß- stand als den des aus einer Metallegierung bestehenkurve des Kaffeekochers mit der in F i g. 5 dargestell- den Erhitzers bei Raumtemperatur besitzt und oberten Wärmekennlinie 20 wiedergibt, halb einer gewissen Temperatur ein plötzliches An-

F i g. 7 ein Diagramm, das eine Zeit-Temperatur- 35 steigen des elektrischen Widerstandes zeigt, wie dies kurve der Kaffeeflüssigkeit und eine Zeit-Stromfluß- in der technischen Literatur bereits verschiedentlich kurve des Kaffeekochers mit der in F i g. 5 dargestell- Anlaß zu Erläuterungen gegeben hat (s. USA.-Paten Wärmekennlinie 21 wiedergibt, tentschriften 3 044 968 und 2 981 699).

Fig.8 ein Diagramm, das eine Zeit-Temperatur- In Fig. 2 bezeichnen die Bezugszahlen 3, 4, 5

kurve der Kaffeeflüssigkeit und eine Zeit-Stromfluß- 40 und 6 die V-I-Kennlinien des keramischen Erhitzers kurve des Kaffeekochers mit der in F i g. 5 dargestell- bei verschiedenen Umgebungstemperaturen desselten Wärmekennlinie 22 wiedergibt, ben. Die Umgebungstemperatur ist in der Reihen-

Fig. 9 ein Querschnitt durch einen keramischen folge 3,4,5 und6 gesteigert worden. Ein durch den Erhitzer mit keramischer Halbleiterscheibe aus Bari- keramischen erhitzer fließender Strom steigt mit dem umtitanat, die einen großen positiven Temperaturko- 45 Ansteigen der angelegten Spannung, womit er einen effizienten (PTC) ihres elektrischen Widerstandes be- Temperaturanstieg des keramischen Erhitzers selbst sitzt, begleitet. Wenn die Temperatur einen bestimmten

Fig. 10 ein Querschnitt durch einen keramischen Wert übersteigt, der von den PTC-Kennlinien des ke-Erhiteer mit einem Loch in der Mitte, ramischen Erhitzers abhängt, so nimmt der durch

F i g. 11 die perspektivische Ansicht des in 50 den keramischen Erhitzer fließende Strom infolge F i g. 10 gezeigten keramischen Erhitzers, der Gestalt der PTC-Kennlinien trotz wachsender

F i g. 12 die perspektivische Ansicht eines kerami- angelegter Spannung ab. Die V-I-Kennlinien für die sehen Erhitzers mit mehreren PTC-Keramikscheiben Umgebungstemperaturen des keramischen Erhitzers und Metallplatten, die Vorsprünge zum Halten der sind, wie in F i g. 2 gezeigt, bei einer niedrigeren an-Keramikscheiben haben. Die obere Metallplatte ist 55 gelegten Spannung aufwärts und dann bei einer höweggelassen worden, um die nähere Ausführung des heren Spannung abwärts gebogen. Bei höheren Umvorliegenden Erhitzers zu zeigen, gebungstemperaturen wird die angestrebte Tempera-

Fig. 13 ein Querschnitt durch einen innen am tür bei einer niedrigeren angelegten Spannung erBoden des Kaffeekochers angeordneten keramischen reicht. Daher verschieben sich, wie die F i g. 2 zeigt, Erhitzer, 60 die V-I-Kennlinien des keramischen Erhitzers bei

Fig. 14 ein Querschnitt durch einen Kaffeeko- einem Anstieg der Umgebungstemperatur nach uncher mit einem Erhitzer aus Metallegierung, der hö- ten.
her als der keramische Erhitzer liegt, Die F i g. 3 zeigt Arbeitspunkte des vorliegenden

Fig. 15 ein in Querrichtung durch den in Fig. 14 neuen, den keramischen Erhitzer und den aus Metalldargestellten Kocher geführter Schnitt, 65 legierung bestehenden Erhitzer aufweisenden Behei-

Fig. 16 ein Querschnitt durch einen Kocher, des- zungssystems, wenn eine Spannung 16 an das Beheisen Bodenfläche zur Befestigung eines keramischen zungssystem angelegt wird. Die Bezugszeichen der Erhitzers zum Teil vertieft ist, - V-I-Kurven des keramischen Erhitzers sind mit den-

selben Zahlen wie in F i g. 2 bezeichnet. Die Arbeits- Das vorliegende neue Beheizungssystem kann auf

linie des aus Metallegierung bestehenden Erhitzers den Erhitzer eines Kaffeekochers Anwendung finden, wird durch die Bezugszahl 7 bezeichnet. Die Arbeits- Dann entspricht die Umgebungstemperatur des keralinie ändert sich zwar etwas mit der Umgebungstem- mischen Erhitzers der Temperatur der Kaffeeflüssigperatur, doch ist die Änderung, mit derjenigen des 5 keit im Kaffeekocher.

keramischen Erhitzers verglichen, vernachlässigbar In F i g. 5 werden die Umwandlungstemperatur-

klein. Ein Arbeitspunkt ist als Schnittpunkt der Stromkennlinien dreier Kaffeekocher, bezogen auf V-I-Kurve des keramischen Erhitzers mit der Ar- ihre Wärmekapazität, graphisch durch die Kurven beitslinie des aus einer Legierung bestehenden Erhit- 20, 21 und 22 wiedergegeben. Der Temperaturkreiszers zu definieren. Der Arbeitspunkt kann durch in io lauf des vorliegenden neuen Beheizungssystems ist dem Beheizungssystem fließende Ströme und durch gleichfalls wiedergegeben. Die Kurve 20 schneidet auf den keramischen Erhitzer und den aus Metalle- diejenige des Temperaturkreislaufs in den Punkten gierung bestehenden Erhitzer verteilte Spannungen 23 und 24, die Kurve 21 schneidet sie in Punkt 25 bestimmt werden. Da sich die V-I-Kurve des kerami- und 26, und die Kurve 22 ergibt die Schnittpunkte sehen Erhitzers mit steigender Umgebungstemperatur 15 27 und 28. Die Temperatur der Kaffeeflüssigkeit in in der Reihenfolge 3,4,5 und 6 ändert, ändert sich dem Kaffeekocher mit der Kennlinie 20 erreicht bei auch, wie in F i g. 3 zu sehen, der Arbeitspunkt nach- der Temperatur 29 und dem Stromfluß 30 einen einander in der Reihenfolge 8,9,10 und 11 unter Wärmeausgleichszustand. Der Kaffeekocher mit der gleichzeitiger Abnahme des Stromflusses. Da die Kennlinie 21 zeigt eine Temperaturschwankung der Kennlinie 6 im Punkt 11 die Arbeitslinie 7 berührt, »o Kaffeeflüssigkeit zwischen den beiden Temperaturen so bewegt sich der Arbeitspunkt sofort vom Punkt 11 18 und 19, derart, daß sich der Arbeitspunkt wiederzum Punkt 12, sobald die Umgebungstemperatur die holt längs des Temperaturkreislaufes vom Punkte Temperatur für die Kennlinie 6 überschreitet. Dem- durch die Punkte 11,12 und 15 nach Punkt 8 zurücknach sinkt der Stromfluß abrupt. Das abrupte Absin- bewegt. Die Temperatur der Kaffeeflüssigkeit in dem ken des Stromflusses hat eine Abnahme der von dem as Kaffeekocher mit der Kennlinie 22 geht durch die Beheizungssystem ausgestrahlten Wärmemenge zur Temperatur 19 hindurch und erreicht bei der Tempe-Folge. Wenn die Temperatur sinkt, bewegen sich die ratur 35 und dem Stromfluß 36 den Wärmeaus-Arbeitspunkte nacheinander in der Reihenfolge gleichszustand.

12,13,14,15 längs der Arbeitslinie 7, was von einer Die Änderungen der Temperatur und des Strom-

Stromflußzunahme begleitet wird. Da die Kennli- 30 flusses dieser drei typischen Kaffeekocher mit fortnie 3, wie in F i g. 3 gezeigt, im Punkte 15 die Ar- schreitender Zeit können graphisch als F i g. 6 bzw. 7 beitslinie berührt, so bewegt sich der Arbeitspunkt und8dargestelltwerden,indenendieBezugszahlendie vom Punkt 15 sofort zu einem weiteren Arbeits- gleichen wie in Fig.4 sind. Von den drei obenerpunkt 8, wobei die Umgebungstemperatur noch wei- wähnten typischen Kaffeekochern ist der Kocher mit ter abfällt. Mithin steigt der Stromfluß und die von 35 der Kennlinie 22 aus folgenden Gründen am besten dem Beheizungssystem ausgestrahlte Wärmemenge für den praktischen Gebrauch geeignet. Nach F i g. 8 abrupt an. Die Umgebungstemperaturen für die steigt erfindungsgemäß die Temperatur der Kaffee-Kurve 3 und die Kurve 6 stellen die untere bzw. flüssigkeit infolge der Stromflüsse 31, 30 und 32 bis obere Grenze des Arbeitstemperaturbereiches des zu der Maximaltemperatur 19 und geht dann langvorliegenden neuen Beheizungssystems dar. 40 sam wieder herunter, wobei der Stromfluß von dem Fig.4 läßt eine Beziehung zwischen der Umge- Wert 32 abrupt auf 33 abnimmt. Dann erreicht der bungstemperatur des keramischen Erhitzer* und dem Strom den Ruhewert 36 und ist die Temperatur der Stromfluß des Beheizungssystems erkennen. Die Ar- Kaffeeflüssigkeit bei der in Fig. 8 durch die Bezugsbeitspunkte der Kurve in F i g. 4 entsprechen denjeni- zahl 35 bezeichneten Temperatur im Gleichgewicht, gen in Fig.3 und sind mit denselben Zahlen be- 45 Die Kaffeeflüssigkeit wird langsam von der Tempezcichnet. Der Betriebstemperaturbereich des vorlie- ratur 19 aus abgekühlt und wird für einen gewissen genden Beheizungssystems entspricht der Strecke 17, Zeitraum 37 auf einer über der Temperatur 35 He- und seine untere und obere Grenze werden durch die genden Temperatur gehalten. Da die Temperatur 19 Punkte 18 bzw. 19 dargestellt. Bei Erhöhung der durch geeignete Wahl des Heizwertes.und der Wär-Umgebungstemperatur des keramischen Erhitzers 50 mekapazität des Kaffeekochers auf 100⁰C eingeresinkt der Stromfluß allmählich in der Reihen- gelt werden kann, kann der Kaffee im Zeitraum 37 folge 8,9,10 und 11. Wenn die Umgebungstempera- durch das siedende Wasser gebrüht werden. Die tür des keramischen Erhitzers die obere Grenze 19 WarmhaHetemperatur 35 kann auch durch geeignete erreicht, fällt der Stromfluß abrupt vom Punkt 11 auf Wahl der Wärmekapazität und des elektrischen Punkt 12. Dieser abrupte Abfall des Stromes läßt die 55 Widerstandes des keramischen und des aus einer Le-Umgebungstemperatur des keramischen Erhitzers ab- gierung bestehenden Erhitzers in Verbindung mit ihsinken. Beim Sinken der Temperatur steigt der rer nachstehend beschriebenen gegenseitigen Anord-Stromfluß allmählich in der Aufeinanderfolge nung auf irgendeine geeignete Trinktemperatur ein-12,13,14 und 15. Sinkt die Temperatur auf die un- gestellt werden.

tere Grenze 18 ab, so nimmt der Stromfluß abrupt ^6o Ein mit dem neuen Beheizungssystem ausgestatte-ZU. Mithin weist die Umgebungstemperatur des kera- ter Kaffeekocher kann die Temperatur der Kaffeemischen Erhitzers dem Betriebsverhalten des vorlie- flüssigkeit von einer gegebenen Menge automatisch genden neuen Beheizungssystems entsprechend einen derart regeln, daß das Wasser bis zu einem Siede-Temperaturkreislauf nach Art des in Fi g. 4 darge- punkt erhitzt, eine gewisse Zeit lang, um eine Kaffeestellten auf. Die untere Grenze 18 und die obere 65 flüssigkeit gewünschter Konzentration zu erhalten, Grenze 19 können an Hand der Wärmekennlimen auf der Siedetemperatur gehalten und die Kaffeeflüsdes keramischen und des aus Legierung bestehenden sigkeit dann ohne weiteres Sieden eine lange Zeit auf Erhitzers vorherbestimmt werden. einer gewünschten Temperatur warmechaltcn wird

Das Beheizungssystem weist einen auf der Innen- Kupfer, Eisen, Nickellegierungen, Kupferlegierungen sehe des Kochers angeordneten keramischen Erhitzer und Eisenlegierungen.

und eine marktgängige, durch einen aus Metallegie- Es wird die Scheibe 39 und es werden die über

rung bestehenden Erhitzer gebildete Heizvorrichtung den Elektroden angeordneten Metallplatten 42, wie auf die mit dem keramischen Erhitzer in Reihe ge- 5 in Fig. 10 und 11 dargestellt, mit einem Loch in der schaltet ist Der elektrische Widerstand des kerami- Mitte versehen. Der als Ganzes in diesen Zeichnunschen Erhitzers ist viel kleiner als derjenige der Heiz- gen mit der Bezugszahl 45 dargestellte Gegenstand vorrichtung bei Raumtemperaturen von 10 bis 30° C stellt einen neuen, keramischen Erhitzer dar. Bei der und wird oberhalb der Temperatur, bei der die Kaffee- Herstellung der Löcher in den Metallplatten 42 wird flüssigkeit siedet oder warmgehalten wird, viel größer io ein dünner Streifen 46 stehen gelassen, um die Leials der der Heizvorrichtung. Die Kombination von tungsdrähte 43 leicht an die jeweilige Platte 42 an-Heizvorrichtung und keramischem Erhitzer wird so schließen zu können. Am Umfang des Loches 47 ist gewählt daß sich ein Verhältnis des elektrischen der Anschlußstreifen 46 aufwärts gebogen. Die Me-Widerstandes der Heizvorrichtung zu demjenigen des tallplatten werden dadurch, daß der Anschlußstreifen keramischen Erhitzers mit positivem Temperaturko- 15 der unteren Metallplatte, wie in Fig. 10 und 11 gecffizienten (Kaltleiters) bei Raumtemperatur von zeigt, durch das Loch 47 hindurch vorsteht, mitein-500· Ibis2-1 ergibt und daß ein Widerstandsverhältnis ander kombiniert. Durch diese Maßnahme wird der von 1 -500 bis 1-2 erzeugt wird, nachdem die Kaf- Anschluß an eine außenliegende elektrische Stromfeeflüssigkeit auf eine Siedetemperatur erhitzt wor- quelle erleichtert, wenn der keramische Erhitzer am den ist In diesem Beheizungssystem dient bei dem ao Kaffeekocher angebracht ist.

Erhitzungsvorgang bis zum Sieden als Hauptwärme- Es hat sich ergeben, daß der mehrere Bariumtitaquelle der aus Legierung bestehende Erhitzer, wäh- natkeramikscheiben aufweisende keramische Erhitzer rend der keramische Erhitzer die Hauptwännequelle eine stärkere Wärmeausstrahlung besitzt als der nur für das Warmhalten nach dem Sieden darstellt. Nach eine Bariumtitanatkeramikscheibe aufweisende, dem Kochen wird die Kaffeeflüssigkeit hauptsächlich «5 Außerdem kann der Zeitplan, nach dem die Tempedurch die von dem keramischen Erhitzer ausge- raturen erreicht werden, d. h. das durch die Bezugsstrahlte Wärmemenge auf einer bestimmten Tempe- zahl 37 in Fig.8 bezeichnete Siedeintervall und die ratur warmgehalten. Temperaturdifferenz 38 zwischen Aufkoch- und

Der keramische Erhitzer kann aus einer beliebi- Warmhaltetemperatur, durch Anwendung von PTC-een Bariumtitanatkeramik hergestellt werden, deren 30 Bariumtitanatkeramik mit verschiedenen Curietemelektrischer Widerstand oberhalb einer bestimmten peraturen, bei denen der elektrische Widerstand Temperatur abrupt ansteigt. Diese Bariumtitanatke- plötzlich ansteigt, geregelt werden, ramik kann durch Anwendung wohlbekannter kera- In Fig. 12 bezeichnet die Bezugszahl 42 die

miktechnischer Verfahren dargestellt werden. Ein obengenannte Metallplatte der Abbildungen äquimolekulares Gemisch aus Bariumkarbonat und 35 Fig.9,10 und 11 und ist 46 der obenerwähnte Tiianoxyd wird unter Zusetzung von beispielsweise dünne elektrische Anschlußstreifen. Die Metallplatte 0 i bis 3 0 Gewichtsprozent Al₂O₈, 0,1 bis 3,0 Ge- 42 ist an die PTC-Bariumtitanatscheiben 48,49.50 -Aichtsprozent SiO und 0,2 bis 5,0 Gewichtsprozent und 51 von gleicher Stärke angeheftet. Die PTC- ^ines Titanoxydüberschusses naßmechanisch aufbe- Scheibe 48 weicht in ihrer Curietemperatur von den π tet Das sich ergebende Gemisch wird zu einer 40 Scheiben 49, 50 und 51 ab. Der Unterschied muß 50 . heibe von gewünschter Form gepreßt und in Luft bis 100° C betragen. Zum Beispiel hat die keramir"' 1350° C 2 Stunden lang gebrannt Die gesinterte sehe Scheibe 48 die Curietemperatur 8O⁰C und die ^- heibe wird durch irgendein zur Verfügung stehen- anderen, 49,5« und 51. eine solche von 150° C, bei S'- Verfahren auf einander gegenüberliegenden Fla- der ihr elektrischer Widerstand steil ansteigt. Die ■en mit Elektroden versehen. Eine mit Vorliebe für 45 Zahl der Scheiben braucht nicht, wie in Fig. 11, auf nen keramischen Erhitzer verwendete Elektrode ist vier beschränkt zu werden, es kann jede beliebige ne Silberelektrode die durch Bestreichen einander Scheibenzahl angewandt werden. Die vielen PTC-Ba- «enüberließender Scheibenflächen mit Silberpaste riumtitanatkeramikscheiben können dadurch, daß die -id Brennen in einer Stickstoffatmosphäre aufge- Metallplatten gewöhnlich auf ihrer Oberfläche mit bricht wird oder eine Nickel-Phosphorelektrode, die 50 kleinen Spitzen 52 versehen sind, wie in Fig. 12 ge- S»-ch stromloses Plattieren hergestellt wird. zeigt, genau in vorherbestimmten Stellungen gehalten

"Die so hergestellte Scheibe wird durch ein beliebi- werden. Die Scheiben 48,49,50 und 51 sind zwir LfhrnoPTVPHPendes Verfahren, zum Beispiel sehen die Spitzen 52 gesetzt und nut einem Lötmittel ^s h^g^f^! JSJHn einander gegen- an die Metallplatte 42 angelötet. Die an der unteren n_UC1, Seiten derselben festgeheftet Fig. 9 55 Platte 42 befestigten Spitzen sind bedienbar, und es keramischen Erhitzer mit Kaltleitereigen- ist anzuraten, beide Metallplatten mit Spitzen 52 zu ς-haftpn eine Scheibe Γ39) aus Bariumtitanatkeramik versehen. Die Spitzen 52 können durch irgendein zur Itetr Sf auf gegenüberliegenden Flächen mit Verfügung stehendes Verfahren, z.B. durch Befesti-E ekSodei 40 ve«!nfnTsrund^ßzwei Lötmitteischich- gen kleiner Metallnägel an der Platte 42 durch AnUt-S» ™ ddtttebS Verbindung der Scheibe 39 mit 60 ten, hergestellt werden. Die Höhe der Spitzen 52 ist T μ S!42 besitzt An diese Metallplatten notwendigerweise gennger als die Stärke der Scheiden Metallplatten 42 besitzt An ^ £ _{das ben} 48 49,50 _{und S1 wenn die s it2 d}

1 5£JvSä^JffLut^- ^unteren Metallplatten 42 befestigt werden. Werden SSt^2LSSS»u5iri 41 und 44 beide Metallplatten mit Spitzen 52 versehen, so ist

^ÄS^^SS d£ ⁶⁵ &2MÄÄ^{gerin8er Λ die Hafte der}

jem Metall oder Der sich ergebende keramische Erhitzer wird in

\S25eraag"bMtt*ra. ^zB- ^Kicktl> ^ein Metallgehäuse eingeschlossen und ist am Boden

des Kaffeekochers befestigt. In Fig. 13 bezeichnet die Bezugszahl 39 den in Fig. 10 und 11 gezeigten keramischen Erhitzer, und 53 ist ein Metallgehäuse mit einem Deckel, die durch irgendein geeignetes Verfahren, z.B. durch Löten oder Nahtschweißen, wasserdicht miteinander vereinigt werden. Das Metallgehäuse 53 wird, wie gezeigt, von der Bodenfläche durch einen vorstehenden Teil 54 entfernt gehalten, um die Situation zu verwirklichen, daß der keramische Erhitzer 45 kaum durch die in der Heizvorrichtung 55 entwickelte Wärme beeinflußt wird. Der keramische Erhitzer 39 ist von seinem Metallgehäuse 53 durch irgendein vorrätig gehaltenes Material, z. B. durch Glimmerplättchen 56, elektrisch isoliert. Der vorstehende Teil 54 ist an ein mit Gewinde versehenes Bolzenstück 57 mit darin vorgesehenem Loch angeschlossen. Leitungsdrähte 43 mit elektrischem Isolationsmittel auf ihrer metallenen Oberfläche gehen durch dieses Loch zu einer außenliegenden elektrischen Stromquelle hindurch. Das den keramischen Erhitzer 39 enthaltende Metallgehäuse 53 wird durch eine Mutter 58 fest an den Boden des Kaffeekochers angeschraubt. Zwischen den Boden des Kaffeekochers und den vorstehenden Teil 54 ist ein Gummiring 59 eingelegt, um ein Hindurchdrin- as gen von Leckwasser zu verhüten und eine Wärmeübertragung von der Heizvorrichtung auf den keramischen Erhitzer zu unterdrücken. An der Wand des Kaffeekochers ist ein Erhitzer 55 von beliebiger Konstruktion und aus Legierung bestehend, befestigt, der durch irgendein zur Verfügung stehendes Mittel von dem Kocher elektrisch isoliert ist. Eine zweckmäßige Heizvorrichtung besitzt eine Konstruktion, bei der ein aus Legierung bestehendes Heizelement die Form einer dünnen Platte besitzt und in eine Glimmerplatte eingebettet ist. Die Heizvorrichtung 55 ist mit dem keramischen Erhitzer 39 in Reihe geschaltet und mit einer Klemme verbunden, die zu einer elektrischen Stromquelle führt.

Durch irgendeine mögliche und zweckmäßige An-Ordnung der Heizvorrichtung 55 wird ein neuartiger Kaffeekocher geschaffen. Beim Ausbauen der Erfindung hat man entdeckt, daß durch Anordnen der Heizvorrichtung oberhalb des keramischen Erhitzers in dem Kaffeekocher ein stabileres Arbeiten des letz- +5 teren erzielt werden kann. Die oberhalb des keramischen Erhitzers angeordnete Heizvorrichtung übt keine thermische Beeinflussung auf den keramischen Erhitzer aus, weil es für das heiße, von der Heizvorrichtung erwärmte Wasser schwierig ist, durch den Raum unter der Heizvorrichtung hindurchzuzirkulieren, ehe es noch seinen wirbelhaften Umlauf infolge des Kochvorganges entwickelt. Daher bleibt bis zum Kochen des Wassers die Umgebungstemperatur des keramischen Erhitzers auf einem niedrigeren Wert als dem der oberhalb des keramischen Erhitzers angeordneten Heizvorrichtung und steigt dann plötzlich auf Kochtemperatur, wenn die Flüssigkeit kocht. Die Warmhaltetemperarur wird hauptsächlich durch die Wärmekapazität des keramischen Erhitzers bestimmt. So hat eine Abnahme der von der Heizvorrichtung auf den keramischen Erhitzer übertragenen Wärmeenergie ein Ansteigen des durch die Bezugszahl 38 bezeichneten Temperaturunterschiedes und eine Verkleinerung des in F i g. 8 mit 37 bezeichneten Zeitintervalls zur Folge.

In Fig. 14 und IS ist ein Kaltleiter 45 auf die im vorstehenden beschriebene Art am Boden des Kaffeekochers befestigt, und eine von einem Metallgehäuse abgedeckte Heizvorrichtung 60 ist über dem Kaltleiter angeordnet; beide Heizvorrichtungen sind elektrisch miteinander in Reihe geschaltet. Zweckmäßigerweise ist die vorgesehene Heizvorrichtung so beschaffen, daß ein Legierungs-Heizelement in ein Metallrohr eingebettet ist, während sie durch irgendein Isoliermaterial, z. B. keramisches Pulver oder Glasfiber, elektrisch isoliert wird.

In Fig. 16 bezeichnet die Bezugszahl 60 eine Heizvorrichtung in einer Rohrkonstruktion und ist 45 ein Kaltleiter, der mit der Heizvorrichtung 60 in Reihe geschaltet ist. Der Kaffeekocher weist an der Bodenfläche einen teilweise vertieften Mittelteil auf. Der Kaltleiter 45 ist so in diesem vertieften Mittelteil angebracht, daß die Wärmewirkung der Heizvorrichtung 60 unterdrückt wird. Es ist nötig, daß die obere Fläche des Kaltleiters 45 niedriger als die Innenfläche des Kaffeekocherbodens ist, die mit der Heizvorrichtung 60 in Kontakt steht.

Eine weitere ratsame Anordnung eines keramischen und eines aus Legierung bestehenden Erhitzers ist die in Fi g. 17 gezeigte Konstruktion, bei der eine Heizvorrichtung 60 außen an einer Seitenwand des Kochers in einer über der Bodenfläche desselben liegenden Lage befestigt und ein Kaltleiter 45 auf die obenbeschriebene Weise an der Bodenfläche angeordnet ist. Die Heizvorrichtung 60 liegt mit dem Kaltleiter 45 elektrisch in Reihe und ist an Klemmen einer elektrischen Stromquelle angeschlossen. Bei dieser Konstruktion hat die Heizvorrichtung vorzugsweise die Form eines Bandes, z. B. eines Streifens aus Ni-Cr-Legierung, das zwischen zwei biegsame Asbestplatten gelegt ist. Die vorstehend angegebene, in einer Rohrkonstruktion angeordnete Heizvorrichtung kann auch auf diese Ausführung Anwendung finden.

Es ist wichtig, daß die heiße Kaffeeflüssigkeit im Kocher frei um den Kaltleiter 45 herumzirkulieren kann, was auch bei dem temperaturabhängigen Schalter eine Rolle spielt. Daher darf kein Gegenstand das Zirkulieren der heißen Kaffeeflüssigkeit um den Kaltleiter herum verhindern. Von diesem Standpunkt aus gesehen, muß ein Kaffeehalter eine ganz bestimmte Konstruktion aufweisen.

In Fig. 18 und 19 bezeichnet die Bezugszahl 80 als Ganzes den mit dem Kocher kombinierten Halter, der mit einem durchlochten Deckel 62 bedeckt ist und dessen Ständer 63 drei Füße 66 hat, die einen ungestörten Umlauf der heißen Flüssigkeit um den keramischen Erhitzer 45 ermöglichen. Der Wasserdampf durchströmt das Tragrohr 64 und kondensiert sich am Deckel 65, so daß dem Kaffee seine aromatischen Bestandteile entzogen werden. Der keramische Erhitzer 45 wird von den drei Füßen 66 des Ständers 63 umgeben und steht mit der frei umlaufenden Kaffeeflüssigkeit in Verbindung. Dieser Halter kann zur Ursache werden, daß der keramische Erhitzer zufriedenstellend als temperaturabhängjger Schalter arbeiten kann.

Die Konzentration der Kaffeeflüssigkeit hängt von der Menge des sich in vorstehend erwähnten Behälter 61 befindenden Kaffees bezüglich der Kochperiode ab. Eine gegebene Konstruktion eines automatisch arbeitenden Kochers besitzt nach der charakteristischen Eigenart des vorstehend beschriebenen Beheizungssystems eine bestimmte Kochzeit. Damit in dieser Kochzeit der Kaffee nicht allzustark extrahiert

wird, weist ein neuzeitlicher vollautomatischer Kaffeekocher einen besonderen Kaffeehalter auf.

Nach F i g. 20, in der die gleichen Bezugszahlen die gleichen Konstruktionsteile wie in Fig. 19 bezeichnen, besitzt ein Kaffeebehälter 6i ein vorstehendes Rohr 67, das sich dicht anliegend um das Tragrohr 64 hemmbewegen kann. Beide Rohre, das Tragrohr 64 und das Im Durchmesser größere Rohr 67, sind mit einer öffnung 68 versehen. Die Öffnungsfläche der öffnung 68 wird durch Drehen des Behälters 61 geregelt. Wenn die öffnung 68 durch das vorstehende Rohr 67 vollständig geschlossen wird, so tritt der gesamte Wasserdampf aus dem oberen Auslaß 69 aus. Wird die öffnung 68 durch Drehen des Rohres 67 vollständig geöffnet, so tritt der gesamte Wasserdampf aus der öffnung 68 aus und steigt zu dem Auslaß 69 empor. Durch Einstellen der Öffnungsfläche der öffnung 68 kann man die Menge Wasserdampf regeln, die zum Brühen des Kaffees während einer bestimmten Kochzeit zur Verfugung steht, und die Konzentration der Kaffeeflüssigkeit regeln. Damit ein Austreten von Wasserdampf aus dem Auslaß verhütet wird, ist es notwendig, daß die maximale Öffnungsfläche der öffnung 68 eine die Fläche des Auslasses 69 um das Doppelte übertreffende Größe besitzt. Durch Einstellen der Öffnungsfläche der öffnung 68 kann man leicht eine Kaffeeflüssigkeit von wünschenswerter Konzentration und einem wünschenswerten Geschmack zubereiten, und man kann eine so erzeugte Kaffeeflüssigkeit gemäß der neuen Arbeitsweise des vorliegenden vollautomatischen Kaffeekochers lange warmhalten.

Wie vorstehend gesagt, arbeitet ein neues Beheizungssystem mit einem keramischen Erhitzer und einer Heizvorrichtung so, daß eine an das System angelegte Spannung sich bis zur Kochperiode im Verhältnis 500:1 bis 2.1 und nach Beendigung dieser Periode im Verhältnis 1 : 500 bis 1 :2 auf die Heizvorrichtung und den keramischen Erhitzer verteilt. Diese Spannungsänderung erleichtert es, eine Lampe vorzusehen, die anzeigt, daß eine Kaffeeflüssigkeit in geeigneter Weise warmgehalten wird, um sie nach dem Kochen trinken zu können.

In Fig.21 bezeichnet Bezugszahl 1 einen keramischen Erhitzer und 2 eine Heizvorrichtung, die mit

ίο diesem in Reihe geschaltet ist, wobei diese Zahlen die gleichen wie in F i g. 1 sind. Parallel zu dem keramischen Erhitzer ist eine Neonlampe 70 geschaltet, die oberhalb einer gewissen Spannung Licht gibt. Wenn eine von einer elektrischen Stromquelle herkommende Spannung an die Klemmen gelegt wird, so verteilt sich diese Spannung auf zwei Teile, d. h. einen für den keramischen Erhitzer und einen für die Heizvorrichtung. An dem keramischen Erhitzer liegt ein äußerst kleiner Spannungsteil, weil dieser bei nied-

ao rigen Temperaturen einen ziemlich kleineren Widerstand als den der Heizvorrichtung besitzt. Wenn die Umgebungstemperatur des keramischen Erhitzers durch die Wärmeenergie der Heizvorrichtung steigt und einen bestimmten Wert erreicht, wird das Verhältnis des elektrischen Widerstandes des Erhitzers 1 zu dem der Heizvorrichtung 2 500:1 bis 2:1. Daher wird die an den beiden Enden des keramischen Erhitzers liegende Spannung zu der Spannung, bei der die Neonlampe 70 aufleuchtet. Auf diese Art kann die Lampe 70 leicht die Zeit anzeigen, zu der die Kaffeeflüssigkeit völlig trinkbar ist und von dem keramischen Erhitzer warmgehalten wird. Die Neonlampe 70 kann auf irgendeine geeignete und bequeme Art an den automatisch arbeitenden Kaffeekocher angeschlossen werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

ι 2 Die Erfindung bezieht sich auf einen automatisch Patentansprüche: arbeitenden elektrischen Kaffeek^her mit einer

1. Automatisch arbeitender elektrischer Kaf- Heizvorrichtung, die mit eine™*™^£Ζ£™?£ feekocher mit einer Heizvorrichtung, die mit mit positivem Temperaturkoeffizient (Kaltleiter} in einem keramischen Erhitzer mit positivem Tem- 5 Reihe geschaltet ist arbeitender Koperaturkoeffizient (Kaltleiter) in Reihe geschaltet Ein herkömmlicher automatisch.arbeite^«^o ist, dadurch gekennzeichnet, daß der eher hält die Temperatur der^f ^enBime keramische Erhitzer (1,39,45) in der Flüssigkeit nach dem Kochen durch ^^^Χ^ angeordnet ist und als zusätzlicher Heizwider- tallschalter, auf konstanter TemperatuDer Kontakt stand zum Aufheizen der Flüssigkeit dient io des Relais kann jedoch häufig ^α"^Γς™^^η"^η° V*

2. Kaffeekocher nach Anspruch 1, dadurch ge- Versagen des Kochers *™F^*£%£ j£ kennzeichnet, daß die Heizvorrichtung (2; 55; 60) Herstellung eines zuverlässigen au omatocharDei und der Kaltleiter (1;39;45) so ausgeführt sind, tenden Kaffeekochers teue r, ^Jg*™ S? daß sich das Verhältnis der elektrischen Wider- Arbeitsweise einen komplizierten «^e™?™™ stände bei Raumtemperatur der Heizvorrichtung 15 kreis und ein teures Relais erfordert ims ^πηικ zum Kaltleiter von 500:1 bis 2:1 und sich das auf diesem Gebiet die Herstellung eines vollautor Widerstandsverhältnis nach der Siedezeit von tischen elektnschen Katteekocneri, ve.

1 : 500 bis 1 :2 ändert. einen anfänglichen Zeitraum hindurch

3. Kaffeekocher nach Anspruch 1, dadurch ge- Wasser kocht, um die Kaffeeflussigkeit mit einer ge kennzeichnet, daß der keramische Erhitzer «o wünschten Konzentration zuzubereiten und anschto- (1,39,45) einen einzigen Heizkörper aus Bari- ßend die gebrühte Kaffeefluss.gkeit e ne lange Zeit umtitanatkeramik (39) in Form einer Scheibe mit auf einer gewünschten Temperatur halt E η solcher einem Loch in der Mitte, Elektroden (40) auf ge- vollautomatisch arbeitender Kaffeekocher « Jeaocn genüberliegenden Flächen derselben und eine sehr tei-«r, wenn er auf herkömmliche Art unter ver-Metallplatte (42) mit einem Loch in der Mitte a₅ Wendung eines komplizierten elektnschen Stromkreiüber jeder Elektrode (40) aufweist. ses und einer komplizierten Regelvornchtung gebaut

4. Kaffeekocher nach Anspruch 1, dadurch ge- wird. .. _{noon K}. kennzeichnet, daß der Kaltleiter aus mehreren Die Schweizerische Patentschrift 41UZZU De-PTC-Bariumtitanatscheiben (48 bis 51) besteht, schreibt ferner als Heizvornchtung eines ^arieeperdie zwischen zwei je eine Mittelöffnung aufwei- 30 kolators die Reihenschaltung eines Widerstandesι mit senden Metallplatten (42) angeordnet sind. positivem Temperaturkoeffizienten (P IC-wiaerstan-

5. Kaffeekocher nach Anspruch 1, dadurch ge- des) mit einem metallischen Heizkörper, uer ncizkennzeichnet, daß der Kaltleiter (45) auf der In- körper und der PTC-Widerstand bringen das_ Kaffeenenseite des Bodens des Kochers angeordnet ist wasser zunächst zum Sieden Beide sind so Amenno- und daß die Heizvorrichtung (60) oberhalb des 35 niert, daß nach dem Sieden der PTC-Widerstand von keramischen Erhitzers (45) liegt, so daß die Um- niedrigen auf hohen Widerstandswert umkippt und gebungstemperatur des keramischen Erhitzers im folgenden die Kaffeeflüssigkei auf einer Tempeplötzlich auf Kochtemperatur steigt, wenn die ratur unter dem Siedepunkt gehalten wird. Bekannt-Flüssigkeit kocht. Hch wird für PTC-Widerstände häufig Banumtanat

6. Kaffeekocher nach Anspruch 1, dadurch ge- 4o benutzt. Nach dem Schweizer Patent 410220 ist der kennzeichnet, daß der Kaltleiter (45) auf der In- PTC-Widerstand in der Nahe des metallischen Heiznenseite des Kochers in einem teilweise vertieften körpers angeordnet, so daß der wiaerstana iner-Mittelteil der Bodenfläche des Kochers ange- misch direkt mit dem metallischen Heizkörper verbracht ist und daß die Heizvorrichtung (60) an bunden ist. Daher kommt es unerwunschterweise dem flachen, den Mittelteil umgebenden Teil der 45 vor, daß der PTC-Widerstand von niedrigen auf Bodenfläche des Kochers befestigt ist. hohen Widerständen umkippt, noch ehe die Tempe-

7. Kaffeekocher nach Anspruch 1, dadurch ge- ratur der Flüssigkeit den vorherbestimmten Wert erkennzeichnet, daß der Kocher mit einem Halter reicht hat, und die in der Heizvornchtung ver-(80) verbunden ist, dessen Ständer (63) drei Füße brauchte Wattierung abnimmt, was zur holge hat, (66 hat, die einen ungestörten Umlauf der hei- 50 daß es sthr lange dauert, bis die Flüssigkeit auf die ßen Flüssigkeit um den keramischen Erhitzer vorherbestimmte Temperatur ansteigt. Außerdem (45) ermöglichen. wird in einer solchen Heizvornchtung der PTC-

8. Kaffeekocher nach Anspruch 1, dadurch ge- Widerstand nur zum Regeln und nicht zum Erhitzen kennzeichnet, daß der Kocher mit einem Halter gebraucht. .

kombiniert ist, der den Kaffee aufnimmt und der 55 Aufgabe der Erfindung ist es, einen automatisch in seinem von Wasserdampf durchströmten Trag- arbeitenden Kaffeekocher zu schaffen, der eine hohe rohr (64) eine Öffnung (68) hat, die durch Dre- Regelgenauigkeit und e.ne gute Hnergieausnutzung hen des Behälters (61) geregelt werden kann, der gewährleistet.

ein im Durchmesser größeres Rohr (67) aufweist, Diese Aufgabe wird erfindungsgemaß so gelost,

das in seiner Wand ebenfalls eine Öffnung be- 60 daß der keramische Erhitzer von positivem Tempera_s;_tzt turkoeffizienten in der Flüssigkeit angeordnet ist und

9.' Kaffeekocher nach Anspruch 1, gekenn- als zusätzlicher Heizwiderstand zum Aufheizen der zeichnet durch eine zum Kaltleiter (1) parallel ge- Flüssigkeit dient. . . . ,,

schaltete Lampe (70), die die Zeit anzeigt, wäh- Nach der vorliegenden Erfindung ist es von Vor-

rend deren eine Flüssigkeit nach dem Sieden 65 teil, wenn die Flüssigkeit rasch durch die Beheiwarmeehalten wird. zungsvorrichtung erhitzt wird; der keramische Erhit

zer von positivem Temperaturkoeffizient (keramische Kaltleiter) muß daher umkippen, wenn die Tempera-