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Die
Erfindung betrifft eine Kaffeemaschine gemäß dem Oberbegriff von Anspruch
1.
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Kaffeemaschinen
des Standes der Technik arbeiten nach unterschiedlichen Prinzipien.
Die gängigsten
Modelle sind die sogenannten drucklos arbeitenden Kaffeemaschinen.
Bei diesen fließt
Wasser aus einem Vorratsbehälter
in ein elektrisch beheizbares Rohr. Insbesondere durch Dampfentwicklung
in diesem Rohr wird erwärmtes
Wasser dann durch eine Steigleitung zu einem Auslauf gedrückt, über welchen
das erwärmte
Wasser dann in einen Kaffeefilter tropft. Aus diesem Kaffeefilter
kann der Filterkaffee bei atmosphärischem Druck dann in eine
Kanne fließen.
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Im
Gegensatz hierzu liegt bei Espressomaschinen ein erhöhter Druck
im Bereich des Kaffeemehls vor, beispielsweise 15 bar. Dies wird
erreicht, indem Wasser aus einem Wasserbehälter oder einer sonstigen Wasserzuführung einer
elektromotorisch angetriebenen Pumpe zugeführt wird, die das Wasser dann
unter hohem Druck über
einen elektrisch beheizbaren Bereich einer Kaffeemehlaufnahmeeinrichtung
zuführt.
Diese Kaffeemehlaufnahmeeinrichtung umfasst im Allgemeinen ein Sieb
zur Aufnahme des Kaffees. Zur Erzeugung des hohen Drucks im Bereich
des Kaffees ist die Kaffeemehlaufnahmeeinrichtung während des
Betriebs in einem gegen die Atmosphäre abgedichteten Bereich angeordnet,
der als Druckraum oder Brühkammer
bezeichnet werden kann.
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Bei
einer weiteren prinzipiell anders arbeitenden Kaffeemaschine ist
vorgesehen, das Wasser zur Zubereitung des Kaffees zunächst aus
einem Wasserbehälter
in einen beheizbaren Zwischenbehälter
zu überführen. Von
diesem Zwischenbehälter gelangt
das erwärmte
Wasser zu einer elektromotorisch angetriebenen Pumpe, von der es
unter erhöhtem
Druck, beispielsweise 2 bis 3 bar, einer Kaffeemehlaufnahmeeinrichtung
zugeführt
wird. Dabei ist vorgesehen, dass der Kaffee, anders als bei der
Espressomaschine, nicht in loser Form als Kaffeemehl in die Kaffeemehlaufnahmeeinrichtung
eingebracht wird, sondern in Form eines Kaffeepads, das heißt in verdichteter
Form mit Filterpapier umgeben, in einen Halter eingelegt wird. Der
Halter kann mit einer Halterabdeckung, über die Wasser zugeführt wird,
einen abgedichteten Druckraum bilden. Dem Halter für die Kaffeepads
kommen dabei mehrere Funktionen zu. Zum einen stellt der Halter
eine Dicht fläche
bereit, so dass eine Druckkammer gebildet werden kann. Weiterhin
hat der Halter eine Auslassöffnung,
aus der der Kaffee austreten kann. Ferner soll der Kaffeepad in einer
Weise in dem Halter gelagert sein, so dass das Durchströmen des
Kaffeepads nicht behindert wird. Eine derartige Kaffeemaschine nimmt
eine Zwischenstellung zwischen einer herkömmlichen drucklosen Kaffeemaschine
und einer Espressomaschine ein.
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Insbesondere
im Zusammenhang mit Kaffeemaschinen, die auf der Grundlage von Kaffeepads Kaffee
zubereiten, kann das von der Pumpe beförderte Wasser in einem Durchlauferhitzer
erwärmt werden.
Die WO 03/030696 A1 beschreibt eine solche Kaffeemaschine. Der Durchlauferhitzer
umfasst dabei ein Rohrstück,
das von in Aluminiumguss eingebetteten Heizelementen teilweise umschlossen
ist. Diese gesamte Anordnung mit weiteren Komponenten ist von einem
Gehäuse
umgeben, mit dem der Durchlauferhitzer in das Kaffeemaschinengehäuse eingesetzt
wird. Eine solche Lösung
ist aufwendig und daher mit hohen Kosten verbunden.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Kaffeemaschine mit einem Durchlauferhitzer
zur Verfügung
zu stellen, die einfach und kostengünstig gefertigt werden kann,
insbesondere im Hinblick auf die Montage des Durchlauferhitzers
und sonstiger Komponenten im Gehäuse
verbessert ist.
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Diese
Aufgabe wird mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs gelöst.
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Vorteilhafte
Ausführungsformen
der Erfindung sind in den abhängigen
Ansprüchen
angegeben.
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Die
Erfindung baut auf der gattungsgemäßen Kaffeemaschine dadurch
auf, dass der mindestens eine Schlauchanschlussstutzen Aufnahmen
zur Integration zusätzlicher
Bauelemente der Kaffeemaschine aufweist.
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In
diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, dass als zusätzliches
Baulement ein Sicherheitsventil, Temperaturfühler und/oder ein Reedschalter
als Wasserstandsensor vorgesehen ist. Ein Sicherheitsventil kann
beispielsweise in den oberen Schlauchanschlussstutzen des im Allgemeinen
vertikal montierten Durchlauferhitzers integriert sein.
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Ein
Reedschalter zur Erfassung des Wasserstands ist nützlicherweise
am unteren Schlauchanschlussstutzen integriert.
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Nützlicherweise
ist vorgesehen, dass der mindestens eine Schlauchanschlussstutzen
aus Kunststoff, insbesondere aus hochtemperaturfestem Kunststoff
hergestellt ist. Ein hitzebeständiger
Kunststoff stellt eine gute Wärmeisolierung
zwischen dem Durchlauferhitzer und dem Gehäuse beziehungsweise den Schläuchen zur
Verfügung.
Weiterhin lassen sich an Schlauchanschlussstutzen aus Kunststoff
in einfacher Weise Befestigungsmittel anformen, die den Durchlauferhitzer
im Gehäuse
zentrieren und die Möglichkeit
bieten, den Durchlauferhitzer zu befestigen.
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Es
ist ebenfalls vorteilhaft, dass der mindestens eine Schlauchanschlussstutzen
Befestigungsmittel aufweist.
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Weiterhin
ist in diesem Zusammenhang nützlicherweise
vorgesehen, dass durch die Befestigungsmittel der Durchlauferhitzer
im Gehäuse
gehalten ist. Die Ausrichtung des Durchlauferhitzers im Gehäuse ist
eine kritische Größe, da vermieden
werden muss, dass das heiße
Bauteil in zu großer
Nähe zu
sonstigen Gehäuseteilen
oder sonstigen Komponenten angeordnet wird. Folglich ist es von
Vorteil, dass an den Schlauchanschlüssen sogleich die richtigen
Mittel zur Zentrierung des Durchlauferhitzers vorgesehen sind, wodurch
eine Fehlausrichtung vermieden werden kann.
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Weiterhin
ist es besonders nützlich,
dass die Befestigungsmittel Aufnahmen zur Integration zusätzlicher
Bauelemente der Kaffeemaschine aufweisen. Da sich an den aus Kunststoff
bestehenden Schlauchanschlussstutzen in einfacher Weise Fortsätze oder Ähnliches
anformen lassen, bietet sich die Gestaltung des Schlauchanschlussstutzen
zur Anbringung weiterer Bauelemente an.
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Weiterhin
kann die erfindungsgemäße Kaffeemaschine
in der Weise nützlich
ausgebildet sein, dass das Rohr des Durchlauferhitzers über mindestens
eine ebene eine Kontaktfläche
thermisch mit mindestens einem, vorzugsweise zwei Heizstäben verbunden
ist. Ein derartiger Durchlauferhitzer kann besonders einfach gefertigt
werden. Beispielsweise kann ein abgeflachtes Rohr eine ebene Kontaktfläche bereitstellen
und durch einfaches Zusammendrücken
eines Rohrbereichs zur Verfügung
gestellt werden. Durch die Abflachungen werden große Flächen für den Wärmeübergang
zwischen dem Rohr und einem abgeflachten Heizstab zur Verfügung gestellt.
Da keine Gussteile erforderlich sind, ist die Masse des Durchlauferhitzers
vergleichsweise gering.
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Vorzugsweise
ist die erfindungsgemäße Kaffeemaschine
so gestaltet, dass die Anordnung aus Rohr und Heizstäben durch
eine Manschette zusammengehalten ist. Eine solche Manschette ist
im Hinblick auf die Einfachheit der Fertigung einem aufwendigen
Gehäuse
vorzuziehen. Die Manschette kann aus hitzbeständigem Kunststoff oder aus
Metall gefertigt sein.
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Nützlicherweise
ist vorgesehen, dass an der Manschette ein Temperaturfühler vorgesehen
ist. Da die Manschette vorzugsweise in der Mitte des länglichen
Durchlauferhitzers angeordnet ist, um so die Komponenten sicher
zusammenzuhalten, ist sie an einem bevorzugten Ort für einen
Temperaturfühler angeordnet.
Insofern bietet es sich an, auch einen Temperaturfühler im
Bereich der Manschette anzuordnen und diesen an der Manschette zu
montieren.
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Die
erfindungsgemäßen Schlauchanschlussstutzen
können
innen- beziehungsweise außendichtend
sein, und sie stellen eine einfache Möglichkeit zur Verfügung, einen
Schlauch zur Zuführung beziehungsweise
Ableitung von Wasser aufzustecken.
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Es
ist bevorzugt, dass der mindestens eine Schlauchanschlussstutzen
an einer Innenwand des Rohres anliegende Dichtmittel aufweist, durch
die der mindestens eine Schlauchanschlussstutzen abgedichtet mit
den Enden des Rohrs verbunden ist. Die Schlauchanschlussstutzen
können
somit ohne weitere Vorkehrungen am Rohr abdichtend mit diesem verbunden
werden.
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Vorzugsweise
wird das Dichtmittel durch eine in eine Ringnut am Außenumfang
des Schlauchanschlussstutzens eingelegte O-Ring Dichtung gebildet.
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Zur
Verbesserung der Dichtwirkung können mehrere,
d.h. mindestens zwei axial beabstandete O-Ring Dichtungen am Schlauchanschlussstutzens vorgesehen
sein.
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Sowohl
bei der Variante mit einem Dichtmittel bzw. einer O-Ring Dichtung
als auch bei der Variante mit mehreren Dichtmitteln bzw. O-Ring
Dichtungen kann der Schlauchanschlussstutzen konisch ausgebildet
und in ein korrespondierendes konisches Ende des Rohres eingesetzt
sein. Damit wird neben der Dichtwirkung auch die Montage und der
Sitz des Schlauchanschlussstutzens im Rohr verbessert.
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Der
Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass ein Durchlauferhitzer
in eine Kaffeemaschine in besonders kostengünstiger und zuverlässiger Weise montiert
werden kann, indem Schlauchanschlussstutzen aus vorzugsweise hitzebeständigem Kunststoff
verwendet werden, die gleichzeitig Befestigungsmittel sowohl für den Durchlauferhitzer
am Gehäuse
als auch für
zusätzliche
Komponenten der Kaffeemaschine zur Verfügung stellen.
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Die
Erfindung wird nun mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen anhand
besonders bevorzugter Ausführungsformen
beispielhaft erläutert.
Dabei zeigt:
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1 eine
Schnittdarstellung einer Kaffeemaschine zur Erläuterung der Erfindung; und
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2 eine
perspektivische Darstellung eines Gehäuseteils sowie im Gehäuse angeordneter Bauteile
zur Erläuterung
der Erfindung; und
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3 eine
Explosionsdarstellung von Durchlauferhitzer, Schlauchanschlussstutzen
und Aufnahmen.
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Bei
der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnungen bezeichnen gleiche
Bezugszeichen gleiche oder vergleichbare Komponenten.
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1 zeigt
eine Schnittdarstellung einer Kaffeemaschine zur Erläuterung
der Erfindung. 2 zeigt eine perspektivische
Darstellung eines Gehäuseteils
sowie im Gehäuse
angeordneter Bauteile zur Erläuterung
der vorliegenden Erfindung. In 3 sind Durchlauferhitzer 38,
Schlauchanschlussstutzen 66, 68 und Aufnahmen 84, 86 in
einer Explosionsdarstellung gezeigt. Die Kaffeemaschine 10 umfasst
ein flaches Vorderteil 12 und eine säulenartige hintere Baugruppe 14.
Auf dem Vorderteil 12 können Tassen
zur Entnahme von Kaffee über
einen Auslauf 16 angeordnet werden. In die hintere Baugruppe 14 ist
ein Wasserbehälter 18 eingesetzt.
Die hintere Baugruppe 14 umfasst weiterhin eine Brühkammer 20,
die durch einen mit einer Schublade zuführbaren Kaffeepadhalter 24 und
eine elastische Halterabdeckung 28 als Brühkammeroberteil 30 gebildet
wird. Um den Kaffeepadhalter 24 und die Halterabdeckung 28 nach
dem Einschieben der Schublade 22 gegeneinander abzudichten,
ist ein Hebelmechanismus mit einem Hebel 26 vorgesehen.
Im dargestellten Zustand zieht der Hebelmechanismus den Kaffeepadhalter 24 gegen
die Halterabdeckung 28. Legt man den Hebel 26 um
90° nach
hinten um, so wird der Kaffeepadhalter 24 abgesenkt, so
dass er zusammen mit der Schublade 22 aus der Kaffeemaschine 10 entnehmbar
ist.
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Innerhalb
des durch das Vorderteil 12 und die hintere Baugruppe 14 gebildeten
Gehäuses
sind Komponenten zur Förderung
von Wasser, zur Erwärmung
von Wasser und zur Steuerung dieser Vorgänge vorgesehen. Im unteren
Gehäusebereich
an der Grenze zwischen dem Vorderteil 12 und der hinteren Baugruppe 14 ist
eine Pumpe 32 angeordnet, der über einen Schlauch 34 Wasser
aus dem Wasserbehälter 18 zugeführt wird. Über einen
weiteren Schlauch 36 ist die Pumpe 32 mit einem
Durchlauferhitzer 38 verbunden. Wesentliche Komponenten
dieses Durchlauferhitzers 38 sind ein der Wasserführung dienendes
Rohr 40 sowie zwei Heizstäbe 42, 44.
Diese Heizstäbe 42, 44 weisen
jeweils zwei elektrische Anschlüsse 46, 48 auf,
an die die Heizspannung angelegt wird. Am Vorderteil 12 der
Kaffeemaschine 10 ist ein Tastenfeld 50 vorgesehen,
das mit einer Elektronikplatine 52 verbunden ist, wobei
die Elektronikplatine 52 vorzugsweise sämtliche Funktionen der Kaffeemaschine
steuert, insbesondere die Funktionen im Hinblick auf die Förderung
und die Erwärmung
des Wassers. Ausgehend von der Elektronikplatine 52 ist
eine Kabelführung 54 vorgesehen,
in der die elektrischen Leitungen zusammengefasst sind, über die
die elektronische Steuerung ihre Steuerbefehle ausgibt und Eingangsinformationen
empfängt.
Diese Eingangsinformationen betreffen insbesondere die von einem
Temperaturfühler 56 erfasste Temperatur
des Durchlauferhitzers sowie vorzugsweise weitere Temperaturinformationen,
die von Temperaturfühlern
an Messstellen 58, 60 in Strömungsrichtung hinter beziehungsweise
vor dem Durchlauferhitzer 38 erfasst werden. In der hinteren Baugruppe 14 ist
weiterhin ein Reedschalter 62 angeordnet. Aufgabe des Reedschalters 62 ist
es, einen Mindestfüllstand
im Wasserbehälter 18 elektrisch
zu detektieren. Dazu ist im Wasserbehälter 18 ein Schwimmer
vertikal verschieblich gelagert, der einen Magneten aufweist. Bei
Unterschreiten einer Mindestfüllmenge
im Wasserbehälter 18 befindet sich
der Magnetschwimmer nahe des Reedschalters 62 und lässt diesen
einschalten, wodurch ein Stromkreis geschlossen wird, der ein Signal über das
Unterschreiten des Füllstandes
an die elektronische Steuerung übergibt.
Ist der Füllstand
im Wasserbehälter
geringer als die Mindestfüllmenge,
kann die Kaffeemaschine nicht in Betrieb genommen werden. Der Durchlauferhitzer 38 kann
weiterhin über
einen Fühler
verfügen,
der ein Trockenlaufen während
des Heizvorgangs verhindert.
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Das
Rohr 60 des Durchlauferhitzers 38 ist in dem Bereich,
in dem die Heizstäbe 42, 44 an
dem Rohr 60 anliegen, abgeflacht. Auf diese Weise werden
Kontaktflächen 88, 90 vorzugsweise über die
gesamte oder nahezu die gesamte Länge des Durchlauferhitzers 38 zur
Verfügung
gestellt, wobei eine beispielhafte radiale Position der Kontaktflächen 88, 90 in 1 durch
unterbrochene Linien dargestellt ist. Bei entsprechender Auslegung
der Heizstäbe
mit ebenfalls einer flachen Seite kann so eine gute Anlage und folglich
ein guter Wärmeübergang
zwischen den Heizstäben 42, 44 und
dem Rohr 60 erfolgen. Die Anordnung von Rohr 60 und
Heizstäben 42, 44 wird
durch eine Manschette 64 zusammengehalten, die aus wärmebeständigem Kunststoff
oder Metall gefertigt sein kann. Im Bereich dieser Manschette 64 ist
der Temperaturfühler 56 angeordnet.
An den Enden des Rohrs 60 sind Schlauchanschlussstutzen 66, 68 angebracht.
Diese sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel
in das Rohr 60 eingesteckt und mit einer umlaufenden Dichtung 70, 72,
beispielsweise einem O-Ring, ausgestattet. An den aus hitzebeständigem Kunststoff
gefertigten Schlauchanschlussstutzen 66, 68 sind
Befestigungsmittel 74, 76, 78, 80 angeformt,
wobei nur. einige der Befestigungsmittel hier beispielhaft mit Bezugszeichen
gekennzeichnet sind. Diese Befestigungsmittel 74, 76, 78, 80 dienen
zur Befestigung und Zentrierung des Durchlauferhitzers 38 im
Gehäuse
und stellen weiterhin Aufnahmen für zusätzliche Komponenten zur Verfügung, beispielsweise
eine Aufnahme 84 für
den Reedschalter 62 in dem Befestigungsmittel 78.
In den Schlauchanschlussstutzen 68 ist weiterhin eine Aufnahme 86 für ein Sicherheitsventil 82 integriert.
Der Durchlauferhitzer 38 kann somit zusammen mit den Schlauchanschlussstutzen 66, 68 und
den aufgesteckten Schläuchen
komplett montiert werden und ohne weiteres aufgrund der zentrierenden
Eigenschaften in das Gehäuse
eingesetzt werden.
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Die
in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den
Ansprüchen
offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch
in beliebiger Kombination für
die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.
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- 10
- Kaffeemaschine
- 12
- Vorderteil
- 14
- hintere
Baugruppe
- 16
- Auslauf
- 18
- Wasserbehälter
- 20
- Brühkammer
- 22
- Schublade
- 24
- Kaffeepadhalter
- 26
- Hebel
- 28
- Halterabdeckung
- 30
- Brühkammeroberteil
- 32
- Pumpe
- 34
- Schlauch
- 36
- Schlauch
- 38
- Durchlauferhitzer
- 40
- Rohr
- 42
- Heizstab
- 44
- Heizstab
- 46
- elektrischer
Anschluss
- 48
- elektrischer
Anschluss
- 50
- Tastenfeld
- 52
- Elektronikplatine
- 54
- Kabelführung
- 56
- Temperaturfühler
- 58
- Messstelle
- 60
- Messstelle
- 62
- Reedschalter
- 64
- Manschette
- 66
- Schlauchanschlussstutzen
- 68
- Schlauchanschlussstutzen
- 70
- Dichtung
- 72
- Dichtung
- 74
- Befestigungsmittel
- 76
- Befestigungsmittel
- 78
- Befestigungsmittel
- 80
- Befestigungsmittel
- 82
- Sicherheitsventil
- 84
- Aufnahme
- 86
- Aufnahme
- 88
- Kontaktfläche
- 90
- Kontaktfläche