DE19948785A1 - Timer-/Temperaturgesteuerter Kaffeeautomat - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Kaffeeautomat, bei dem das Wasser aus einem Frischwasserbehälter durch einen Durchlauferhitzer einem Kaffeefilter zugeführt wird und bei dem der Durchlauferhitzer mindestens einen temperaturabhängigen Schalter trägt (Oberbegriff des Patentanspruchs 1).

Kaffeemaschinen, bei denen das Wasser aus einem Frischwasserbehälter durch einen Durchlauferhitzer einem Kaffeefilter zugeführt wird und bei denen der Durchlauferhitzer mindestens einen temperaturabhängigen Schalter trägt, sind seit langem bekannt. Um den Gebrauchsnutzen der Kaffeemaschinen zu erhöhen, wurden diese im Laufe der Zeit mit Zusatzfunktionen ergänzt.

Beispielsweise ist aus der DE 29 04 431 B1 eine elektrische Kaffeemaschine mit einer Brüh-Ende-Anzeige bekannt, bei der ein erster temperaturabhängiger Schalter thermisch an den Durchlauferhitzer gekoppelt ist und dessen Temperaturen nach dem Trockengehen im Warmhaltebetrieb regelt. Da die handelsüblichen NTC-Widerstände große Toleranzen aufweisen und andererseits die Zeitverzögerung etwa 2 Minuten betragen muß, die das letzte in den Kaffeefilter geförderte Wasser benötigt, um in die Kaffeekanne zu fließen, dient beim Gegenstand der DE 29 04 431 B1 als Zeitglied der Durchlauferhitzer. Die in seinem Bereich nach dem Trockengehen auftretende, langsam sich fortpflanzende Temperaturänderung betätigt einen zweiten, im Endabschnitt des Durchlauferhitzers angeordneten temperaturabhängigen Schalter (18) nach dem Trockengehen verzögert und löst die Anzeige aus.

Weiterhin ist aus der DE 42 18 440 A1 eine Kaffee- oder Teemaschine bekannt, welche eine Entkalkungsanzeigevorrichtung mit einer in einer Gehäusewandung angeordneten Anzeigelampe aufweist, welche bei einem Temperaturanstieg im Umgebungsbereich des Durchlauferhitzers infolge einer Verkalkung des Durchlaufrohres eingeschaltet wird. Um zu erreichen, dass auch nach Beendigung des Brühprozesses die Anzeigelampe aufleuchtet, ist die Anzeigelampe über einen thermischen Schalter einschaltbar, dem zwei Heizwiderstände zugeordnet sind. Einer der zwei Heizwiderstände ist über einen im Bereich des Durchlauferhitzers angeordneten zweiten thermischen Schalter (14) einschaltbar. Dieser ist hinsichtlich seiner Heizleistung derart bemessen, dass der thermische Schalter der Anzeigelampe ausschliesslich bei verkalktem Durchlaufrohr und damit schon zu Beginn der Brühwassererzeugung eintretendem Temperaturanstieg im Umgebungsbereich des Durchlauferhitzers anspricht. Der andere Heizwiderstand ist mit dem thermischen Schalter der Anzeigelampe in Reihe geschaltet und weist eine den thermischen Schalter in Einschaltstellung haltende Heizleistung auf.

Um beim Betrieb eines Kaffeeautomaten eine Brandgefahr in jeder Betriebsstellung nahezu ausschließen zu können, ist aus dem DE 90 03 794 U1 bekannt, dass der Durchlauferhitzer neben einem das zu erhitzende Wasser leitenden Kanal einen Widerstandsheizdraht aufweist, welchem neben verschiedenen Schalt- und Regeleinrichtungen, wie z. B. Temperaturwächter, eine von einem Träger aufgenommene Brandsicherung zugeordnet ist. Dadurch, dass der die Brandsicherung aufnehmende Träger als auf den Widerstandsheizdraht aufbringbare Baueinheit ausgebildet ist, ist es möglich den Träger und die Brandsicherung als vormontierte Baueinheit herzustellen, die ohne Zwischenschaltung von Kabel- bzw. Verbindungsmitteln praktisch ohne Montageaufwand mit dem am stärksten brandgefährdeten Bauelement, nämlich dem Widerstandsheizdraht, in Wirkverbindung gebracht werden kann.

Um die Brandgefahr bei Kaffeemaschinen mit einer automatisch arbeitenden elektronischen Zeitsteuereinrichtung zu vermeiden, ist es aus der US 4,566,802 A1 bekannt, dass der Benutzer täglich, vorzugsweise am Vorabend, nach dem Einfüllen von Wasser bzw. Kaffeepulver, manuell eine Taste zum Aktivieren der Zeitsteuereinrichtung betätigen muß. Erst dadurch wird der Brühvorgang zur vorprogrammierten Zeit am nächsten Tag gestartet.

Schließlich ist aus der DE 40 41 328 A1 eine Kaffee- oder Teemaschine mit einer Warmhalteheizung bekannt, die eine elektrische Heizung und einen Temperaturregler aufweist, wobei der Regler im Warmhaltebetrieb die elektrische Heizung taktweise ein- und ausschaltet. Um den Warmhaltebetrieb nach einer bestimmten Zeit zu beenden, dient die Warmhalteheizung im Warmhaltebetrieb als Taktgeber einer Zeitschalteinrichtung. Dieser Taktgeber wird mechanisch durch die Kombination von Memorymetall-Draht, Zugfeder, Schwenkhebel und Schaltrad realisiert. Wenn der Wasservorrat aus dem Frischwasserbehälter verbraucht ist und der Durchlauferhitzer trockengegangen ist, wird der Durchlauferhitzer noch etwas heißer, worauf der Temperaturregler den Heizstrom des Durchlauferhitzers abschaltet. In der darauffolgenden Abkühlphase kommt es zu einer relativ schnellen Verkürzung des nun weniger beheizten Memorymetall- Drahtes, wodurch eine Entsperrung über den Schwenkhebel bewirkt wird. Nach der etwa 10-minütigen Abkühlphase schaltet der Temperaturregler den Durchlauferhitzer wieder ein, wodurch der Memorymetall-Draht wieder verlängert wird und ein Drehen des Schaltrades um eine Zahnbreite bewirkt wird. Dieses Reglerspiel des Durchlauferhitzers setzt sich solange in etwa 10- minütigem Abstand fort, bis ein Ansatz des Schaltrads den Schalter erreicht und dadurch der Warmhaltebetrieb beendet wird.

Wie die vorstehende Würdigung des Standes der Technik aufzeigt, sind unterschiedliche Ausführungsformen von Kaffeemaschinen bekannt, welche für die verschiedensten Zwecke eine Temperatur- und/oder Zeitsteuerung aufweisen. Jedes dieser Geräte ist in besonderer Weise für den jeweiligen Anwendungszweck ausgestaltet, teilweise mit erheblichem Kostenaufwand. Dabei wird dem Problem der Brandgefahr, welche bei fehlendem Wasser im Frischwasserbehälter bzw. beim intermittierenden Betrieb des Durchlauferhitzers am größten ist, wenig Beachtung geschenkt. Auch beim Gegenstand der DE 40 41 328 A1 setzt sich der intermittierende Betrieb über einen relativ langen Zeitraum, in der Regel 2 Stunden, fort. Besonders bedeutsam ist dies, weil die Haushaltsgeräte-Industrie als äußerst fortschrittliche, entwicklungsfreudige Industrie anzusehen ist, die sehr schnell Verbesserungen und Vereinfachungen aufgreift und in die Tat umsetzt.

Der Erfindung liegt gegenüber dem beschriebenen Stand der Technik die Aufgabe zugrunde, einen Kaffeeautomat derart auszugestalten, dass die Brandgefahr - insbesondere bei Kaffeemaschinen mit einer automatisch arbeitenden elektronischen Zeitsteuereinrichtung - weitgehend vermieden wird.

Diese Aufgabe wird, ausgehend von einem Kaffeeautomat mit den Merkmalen im Oberbegriff des Patentanspruchs 1, dadurch gelöst, dass im Kaffeeautomat eine Steuereinrichtung angeordnet ist, welche flach Maßgabe einer durch den Benutzer vorgebbaren Zeit den Durchlauferhitzer einschaltet, welche die Zeit bis zum Erreichen einer bestimmten Temperatur mißt und welche den Durchlauferhitzer wieder ausschaltet, wenn eine bestimmte Zeitdauer hierbei unterschritten wird.

Der erfindungsgemäße Kaffeeautomat weist den Vorteil auf, dass auf überraschend einfache Art und Weise die Betriebssicherheit erhöht wird und eine Brandgefahr vermieden wird. Im Vergleich zur Kaffee- oder Teemaschine gemäß der DE 40 41 328 A1 kontrolliert die erfindungsgemäße Steuereinrichtung nicht die Zeit, sondern die Funktion des Kaffeeautomaten ansich. Dadurch kann auf die Verwendung einer Schmelzsicherung ganz verzichtet werden. Der Erfindung liegt dabei die Erkenntnis zugrunde, dass die Funktion des Kaffeeautomaten aus der Zeit bis zum Erreichen einer bestimmten Temperatur abgeleitet werden kann. Zudem ist eine wesentliche Energieeinsparung erzielbar, da bei fehlendem Wasser im Frischwasserbehälter ein Warmhaltebetrieb nicht eingeleitet wird. Weiterhin ist von Vorteil, dass sowohl eine kostengünstige Fertigung des erfindungsgemäßen Kaffeeautomaten als auch eine hohe Funktionstüchtigkeit gewährleistet ist, insbesondere ohne dass hiermit eine umständliche oder schwierige Handhabung für den Benutzer verbunden ist.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung leitet, gemäß Patentanspruch 2, die Steuereinrichtung die Zeitdauer aus dem Stromfluß durch den Heizkörper des Durchlauferhitzers ab oder mißt die Zeitdauer zwischen erstmaligem Einschalten des Durchlauferhitzers und dem Öffnen des temperaturabhängigen Schalters.

Diese Ausgestaltung ermöglicht eine besonders wirtschaftliche und daher preisgünstige Ausführungsform des Kaffeeautomaten, da keine besondere Brandsicherung, sondern nur jeweils eine elektrische Verbindung zwischen Steuereinrichtung und der jeweiligen Komponente erforderlich ist. Dadurch kann eine entsprechende Vorfertigung ermöglicht und der Zusammenbau wesentlich erleichtert werden.

In Weiterbildung der Erfindung nach Patentanspruch 3, ist die Steuereinrichtung mit dem temperaturabhängigen Schalter verbunden und dieser schaltet beim Unterschreiten der vorbestimmten Zeitdauer die Stromversorgung der Steuereinrichtung ab.

Diese Weiterbildung weist den Vorteil auf, dass ohne Zeitverzögerung das Abschalten des Durchlauferhitzers bewirkt wird. Weiterhin ist ein sehr robuster Betrieb möglich, so dass eventuelle Temperaturschwankungen am Durchlauferhitzer, gemessen mittels temperaturabhängigen Schalter, sich nicht auswirken und eine Fehlfunktion zuverlässig verhindert wird, da die Abkühlphase des Durchlauferhitzers die Schaltfunktion nicht beeinflußt.

Gemäß Patentanspruch 4 bewirkt, in Weiterbildung der Erfindung, der temperaturabhängige Schalter nach dem Überschreiten der bestimmten Temperatur ein intermittierendes Ein- und Ausschalten des Durchlauferhitzers. Stellt die Steuereinrichtung nach mehrmaligen zyklischen Einschalten des Durchlauferhitzers zur vorbestimmten Zeit und aufeinanderfolgendem Ausschalten des Durchlauferhitzers keinen intermittierenden Betrieb fest, so wird kein zeitabhängiges Einschalten des Durchlauferhitzers mehr bewirkt.

Mit dieser Weiterbildung der Erfindung ist sichergestellt, dass nach mehrmaligem vergeblichen Einleiten des Brühvorgangs an aufeinanderfolgenden Tagen zuverlässig der Stand-by-Betrieb verlassen wird. Obwohl also der Benutzer vergessen hat, den Kaffeeautomat vor Urlaubsantritt abzuschalten, wird dies von der Steuereinrichtung automatisch nachgeholt. Neben dem Sicherheitsaspekt ist noch von Vorteil, dass der Energieverbrauch noch weiter reduziert wird.

Weitere Vorteile und Einzelheiten lassen sich der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung entnehmen.

In der Zeichnung zeigt die einzige Fig. 1 eine Ansicht des erfindungsgemäßen Kaffeeautomaten, bei dem das Wasser aus einem Frischwasserbehälter 1 einem Durchlauferhitzer 2, bestehend aus einem wasserführenden Durchlaufrohr 7 und einem Heizkörper 6, zugeführt wird. Im Durchlauferhitzer 2 wird das aus dem Frischwasserbehälter 1 zugeführte Wasser erhitzt und über ein Steigrohr 8 sowie ein Überlaufrohr 9 einem Kaffeefilter 3 zugeführt, welcher sich oberhalb einer Kaffeekanne 10 befindet. Schließlich trägt der Durchlauferhitzer 2 mindestens einen temperaturabhängigen Schalter 4, welcher am Ende des Brühvorgangs und Überschreiten einer bestimmten Temperatur den Durchlauferhitzer 2 abschaltet.

Erfindungsgemäß ist im Kaffeeautomat eine Steuereinrichtung 5 angeordnet, welche nach Maßgabe einer durch den Benutzer vorgebbaren Zeit den Durchlauferhitzer 2 einschaltet, welche die Zeit bis zum Erreichen einer bestimmten Temperatur mißt und welche den Durchlauferhitzer 2 wieder ausschaltet (Relais 14), wenn eine bestimmte Zeitdauer hierbei unterschritten wird. Die Zeitdauer kann die Steuereinrichtung 5 entweder aus dem Stromfluß durch den Heizkörper 6 des Durchlauferhitzers 2 ableiten oder es wird die Zeitdauer zwischen erstmaligem Einschalten des Durchlauferhitzers 2 und dem Öffnen des temperaturabhängigen Schalters 4 gemessen.

Die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Kaffeeautomaten ist wie folgt:
Der Benutzer füllt am Vorabend Kaltwasser in den Frischwasserbehälter 1 ein. Über einen vom Benutzer manuell betätigbaren Schalter 12, welcher drei Betriebsstellungen EIN-/AUS oder AUTOMATIK aufweist, wird in der Betriebsstellung AUTOMATIK die Steuereinrichtung 5 aktiviert. Die Betriebsstellung AUTOMATIK wird durch eine LED-Anzeige 11 oder Ähnliches optisch angezeigt. Die Steuereinrichtung 5 schaltet zu der von dem Benutzer vorprogrammierten Zeit (Eingabe über eine in der Zeichnung nicht dargestellte Tastatur und entsprechende Anzeige oder mittels Drehschalter) den Heizkörper 6 des Durchlauferhitzers 5 ein. Wird bis zum Überschreiten einer bestimmten Temperatur die Zeitdauer von beispielsweise 50 Sekunden unterschritten, weil kein Wasser im Frischwasserbehälter 1 eingefüllt wurde, so schaltet die Steuereinrichtung 5 ab, so dass der temperaturabhängige Schalter 4 nicht mehr in den intermittierenden Betrieb (für die Warmhalteplatte, in der Zeichnung nicht dargestellt) übergeht. Im anderen Fall schaltet der temperaturabhängige Schalter 4 in regelmäßigen Abständen (beispielsweise 10 Minuten) jeweils den Heizkörper 6 des Durchlauferhitzers 5 ein, bis nach einer bestimmten Zeit (fest vorgegeben oder durch den Benutzer über die Tastatur eingebbar) die Steuereinrichtung 5 den intermittierenden Betrieb beendet. Das Abschalten bzw. die Beendigung des intermittierenden Betriebs beim Unterschreiten der vorbestimmten Zeitdauer kann auch dadurch realisiert werden, dass die Steuereinrichtung 5 mit dem temperaturabhängigen Schalter 4 verbunden ist und dieser die Stromversorgung der Steuereinrichtung 5 abschaltet.

Für den Fall mehrmaligen zyklischen Einschaltens des Durchlauferhitzers 2 zur vorbestimmten Zeit und aufeinanderfolgendem Ausschalten des Durchlauferhitzers 2 ohne intermittierenden Betrieb, bewirkt die Steuereinrichtung 5 kein zeitabhängiges Einschalten des Durchlauferhitzers 2 mehr. Dieser Betriebszustand kann dem Benutzer durch eine LED-Anzeige 13 oder Ähnliches (Störungsanzeige) optisch signalisiert werden.

Der erfindungsgemäße Kaffeeautomat ist einfach zu handhaben und weist die Vorteile auf, dass auf einfache Art und Weise die Brandgefahr zuverlässig vermieden wird und dass eine Einsparung bei den Energiekosten ermöglicht wird.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Es ist beispielsweise im Rahmen der Erfindung denkbar, die erfindungsgemäße Steuereinrichtung auch bei Warmwasserspeichern, Kochendwassergeräten oder bei Kochherden vorzusehen; für den temperaturabhängigen Schalter anstelle eines Bimetallschalters einen NTC-Widerstand einzusetzen; die Steuereinrichtung als Kurzschlußsicherung zu benutzen (Strommessung) usw.

Alle dargestellten und beschriebenen Ausführungsmöglichkeiten, sowie alle in der Beschreibung und/oder Zeichnung offenbarten neuen Einzelmerkmale und ihre Kombination untereinander, sind erfindungswesentlich.

Claims (4)

1. Kaffeeautomat, bei dem das Wasser aus einem Frischwasserbehälter (1) durch einen Durchlauferhitzer (2) einem Kaffeefilter (3) zugeführt wird und bei dem der Durchlauferhitzer (2) mindestens einen temperaturabhängigen Schalter (4) trägt, dadurch gekennzeichnet, dass im Kaffeeautomat eine Steuereinrichtung (5) angeordnet ist, welche nach Maßgabe einer durch den Benutzer vorgebbaren Zeit den Durchlauferhitzer (2) einschaltet, welche die Zeit bis zum Erreichen einer bestimmten Temperatur mißt und welche den Durchlauferhitzer (2) wieder ausschaltet, wenn eine bestimmte Zeitdauer hierbei unterschritten wird.

2. Kaffeeautomat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (5) die Zeitdauer aus dem Stromfluß durch den Heizkörper (6) des Durchlauferhitzers (2) ableitet oder die Zeitdauer zwischen erstmaligem Einschalten des Durchlauferhitzers (2) und dem Öffnen des temperaturabhängigen Schalters (4) mißt.

3. Kaffeeautomat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (5) mit dem temperaturabhängigen Schalter (4) verbunden ist und dass dieser (4) beim Unterschreiten der vorbestimmten Zeitdauer die Stromversorgung der Steuereinrichtung (5) abschaltet.

4. Kaffeeautomat nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der temperaturabhängige Schalter (4) nach dem Überschreiten der bestimmten Temperatur ein intermittierendes Ein- und Ausschalten des Durchlauferhitzers (2) bewirkt und dass die Steuereinrichtung (5) für den Fall mehrmaligen zyklischen Einschaltens des Durchlauferhitzers (2) zur vorbestimmten Zeit und aufeinanderfolgendem Ausschalten des Durchlauferhitzers (2) ohne intermittierenden Betrieb, kein zeitabhängiges Einschalten des Durchlauferhitzers (2) mehr bewirkt.