DE2530296B2

DE2530296B2 - Durchlauferhitzer fuer kaffeemaschinen

Info

Publication number: DE2530296B2
Application number: DE19752530296
Authority: DE
Inventors: Richard Dr Salzburg Bleckmann (Österreich)
Original assignee: Elpag Ag Chur, Chur (Schweiz)
Priority date: 1975-07-07
Filing date: 1975-07-07
Publication date: 1977-07-28
Also published as: DE2530296C3; DE2530296A1

Description

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Die Erfindung betrifft einen Durchlauferhitzer für Kaffemaschinen oder andere Haushaltsgeräte mit einem Rohrheizkörper und einem Wasserdurehlaufrohr entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches.

Durchlauferhitzer der in Rede stehenden Art werden in Millionen Stückzahlen benötigt Sie sind dementsprechend Massenartikel, welche kostenmäßig äußerst scharf kalkuliert werdea Sie bestehen im allgemeinen aus einem hufeisenförmig oder haamadelförmig gebogenen Wasserrohr, mit dem sich ein in gleicher Weise gebogener Rohrheizkörper in gut wärmeleitender Verbindung befindet Eine derartige Verbindung setzt im allgemeinen Lot- oder Schweißarbeiten voraus. Dementsprechend bestehen viele Durchlauferhitzer der in Rede stehenden Art aus Kupfer, einem Material, das einerseits teuer und andererseits wenig korrosionsbeständig ist

Beispiele derartiger Ausführungsformen sind aus der DT-OS 22 22 743 und dem DT-GM 74 12 048 ersichtlich.

Bei Durchlauferhitzern der in Rede stehenden Art läuft das Wasser aus einem Vorratsbehälter in das Wasserdurchlaufrohr und wird dort durch den Wärmeübergang vom Rohrheizkörper so weit erhitzt, daß es durch den Dampfdruck in ein Steigrohr hochgetrieben wird, dessen Auslauf im allgemeinen höher liegt als der Wasserpegel im Vorratsgefäß. Wenn ein zu großer Teil des Wassers im Wasserdurehlaufrohr an einer bestimmten Stelle in Dampf verwandelt wird, dann tritt aus dem so Steigrohr nur mehr Dampf aus, wodurch einerseits der Wirkungsgrad beeinträchtigt und andererseits ein unangenehmens Schnorchelgeräusch erzeugt wird. Zur Erzielung eines gleichmäßigen Wasserdurchflusses kommt es dementsprechend sehr darauf an, daß der Wärmeübergang vom Rohrheizkörper auf das Wasserdurehlaufrohr bei einer Massenfertigung von Stück zu Stück über die gesamte Länge gleichmäßig ist, was sich bei Lot- oder Schweißarbeiten schlecht realisieren läßt

Der Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zugrunde, die einzelnen Teile so auszubilden, daß eine Lötverbindung entfallen kann.

Der Durchlauferhitzer gemäß der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Längsrippe des einen Teiles ausgestanzte oder ausgedrückte Durchzüge aufweist, deren Ränder von der Oberfläche der Längsrippe im Form von Zacken abstehen und das Mantelrohr des anderen Teils auf die Längsrippe aufgepreßt ist, wobei die Zacken in das Mantelrohr eindringen und das Material des Mantelrohres in die Durchzüge einfließt

Mit der Erfindung wird der Vorteil erzielt, daß Wasserrohr und Rohrheizkörpermantel im Stranjproö. verfahren aus Aluminium oder Aluminiumleglerungen hergestellt werden können. Vorzugsweise besteht dabei das Wasserrohr aus einem stranggepreßten Aluminium-Magnesium-Sflizium-Profil, der Rohrheizkörpermantel aus Reinaluminium. In diesem Fall besitzt das Wasserdurchlaufrohr die Längsrippe, in welche Durchzüge eingestanzt sind. Die Verbindung der beiden Teile erfolgt einfach dadurch, daß in einer Presse der Rohrheizkörper auf die Zacken der Durchzüge aufgepreßt wird. Da die Legierung des Wasserrohres härter ist als das Reinaluminium des Rohrheizkörpers, dringen diese in den Rohrheizkörpermantel ein. Das Material des Rohrheizkörpermantels fließt in die Löcher der Durchzüge. Trotz der Einfachheit des Befestigungsvorganges ist diese äußerst widerstandsfähig. Vor allem wird ein äußerst gleichmäßiger Wärmeübergang erreicht der bei jedem Stück der Serie gleich bleibt und der sich auch im Laufe der Jahre nicht mehr ändert

Aus den Zeichnungen sind bevorzugte Ausführungsformen des Gegenstandes der Erfindung dargestellt Es

F i g. 1 eine auseinandergezogene schaubildliche Darstellung des Durchlauferhitzers vor dem Aufpressen des Rohrheizkörpers;

F i g. 2 einen Schnitt längs der Linie H-II in F i g. 1;

Fig.3 ähnlich wie Fig.2 einen Schnitt einer abgewandelten Ausführungsform;

F i g. 4 in verkleinertem Maßstab eine Schnittansicht einer Kaffeemaschine mit aufgestelltem Gefäß.

Ein Wasserrohr 1 besteht aus einem stranggepreßten Aluminium-Magnesium-Silizium-Profil mit einer einstückig angesetzten Längsrippe 2, Der Wassereinlauf des Wasserdurchlaufrohres 1 ist mit 3, der Wasserauslauf mit 4 bezeichnet Die Längsrippe 2 besitzt nun ausgestanzte oder ausgedrückte Durchzüge 5. deren Ränder 6 zackenförmig nach oben abstehen.

Ein in ähnlicher Form hufeisenförmig oder haamadelförmig wie das Wasserrohr 1 gebogener Rohrheizkörper 7 wird nun auf die Längsrippe 2 aufgepreßt wobei die Zacken 6 in den Rohrheizkörpermantel eindringen und andererseits das Material des Rohrheizkörpermantels in die öffnungen der Durchzüge einfließt Dieser Effekt tritt dadurch auf, daß die Legierung des Wasserrohres härter ist als das Reinaluminium des Rohrheizkörpermantels 7. Bei diesem Eindringen können Löcher im Rohrmantel des Heizkörpers entstehen, die bis zur Magnesiumoxidfüllung 8a des Rohrheizkörpermantels 7 durchgehen. Die entstehenden Löcher sind selbstverständlich mikroskopisch klein, da im allgemeinen unter dem starken Preßdruck alle öffnungen verschlossen werden. Sie sind jedoch erwünscht, und zwar aus folgendem Grund:

Das Magnesiumoxid 8a im Rohrheizkörper kann Feuchtigkeitsmengen enthalten. Solche Feuchtigkeitsmengen werden bei einem Rohrheizkörper mit hochschmelzendem Rohrmantel bei der Glühung nach dem Reduzieren ausgetrieben. Bei Rohrhheizkörpermänteln aus Aluminium, wie sie jedoch im vorliegenden Fall verwendet werden, können infolge des niedrigeren Schmelzpunktes; des Aluminiums keine derartig hohen Glühtempera tür en angewendet werden. Es besteht dementsprechend die Gefahr, daß im Laufe des

Betriebes die Feuchtigkeitsmengen sukzessive verdampfen und ein Aufblähen des Aluminiumrohrheizkörpers verursachen. Dadurch ware jedoch die für eine einwandfreie Wärmeübertragung erforderliche Wärmeleitung von der Wendel auf den Rohrmantel nicht s mehr gewährleistet, und der Rohrheizkörper würde durchbrennen. Durch die feinen Löcher, die durch die Durchzüge entstehen, kann nun die Feuchtigkeit nach außen entwekhen, so daß diese Gefahr bei der vorliegenden Ausführungsforrn nicht mehr gegeben ist w Um eine Feuchtigkehsaüfnahme durch die Löcher aus der Luft zu verhindern, wird dem Magnesiumoxid Silikonöi beigemischt, was im vorliegenden Fall zulässig ist, da die Gebrauchstemperaturen unter 600° C liegen, so daß das Silikonöi noch nicht zersetzt wird.

Weiterhin ist bei der dargestellten Ausführungsform eine Brücke 8 vorgesehen, welche an dem Wasserrohr 1 befestigt ist, und zwar in der Nähe des Wassereinlaufes 3 und des Wasserauslaufes 4. An der Brücke 8 ist ein Thermostat 9 befestigt Weiterhin ist ein Erdungskontakt 10 vorgesehen. Das Wasserrohr 1 ist an der Stelle der Brückenbefestigung, also bei 11 und 12 eingedellt, d. h. der Querschnitt derselben ist verringert Derartige »Eindellungen« können beispielsweise im Abstand von 10—15 mm über die gesamte Länge des Wasserrohres vorgesehen seia

Weiterhin ist in den geraden Schenkel an der Wasserauslaufseite des Wasserrohres 1 eine Wendel 13 eingesetzt

Der in der bisher beschriebenen Weise hergestellte Heizeinsatz wird nun an eine Abdeckplatte 14 aus Aluminium oder rostfreiem Stahl von unten her angedrückt und zwar so, daß der abgeflachte Teil 15 des Rohrheizkörpermantels 7 an die Abdeckplatte zu liegen kommt Auf der Abdeckplatte 14 steht dann ein Glasgefäß 16, in welches der zubereitete Kaffee hineinfließt

Die Befestigung des Heizansatzes an der Abdeckplatte 14 kann in konventioneller Weise erfolgen. Es kann jedoch wiederum eine »Kaltverbindung« mit Durchzügen, ähnlich den Durchzügen 5 verwendet werden. Gegebenenfalls wird eine blechförmige Einlage verwendet wobei dann die Ränder der Durchzüge wechselweise gegen den Rohrheizkörper und gegen dip Abdeckplatte 14 gerichtet iiind.

Die Funktionsweise der Vorrichtung ist folgende:

Solange Wasser durch den Durchlauferhitzer gefördert wird, tritt der auf der z. B. aus vernickeltem Kupfer bestehenden Brücke 8 montierte Thermostat 9 nicht in Aktion; es sei denn, daß das Wasserrohr 1 stark verkalkt ist wodurch das ganze System überhitzt wird und der Thermostat 9 zum Ansprechen kommt Damit das Ansprechen des Thermostaten in diesem Fall mit Sicherheit erreicht wird, ist die Brücke 8 sowohl mit der Auslaufseite des Wasserrohrs als auch mit der Einlaufseite desselben wärmeleitend, z.B. durch eine »Kaltverbindung«, wie oben beschrieben, verbündest Wenn nur eine wärmeleitende Verbindung mit der Einlaufseite bestehen würde, dann würde der Thermostat 9 in einem solchen FaU nicht ansprechen und der Rohrheizkörper 7 durchbrennen, weil iß der Einlaufseite bei völlig zugewachsenem Wasserrohr Wasser steht, welches ein Ansprechen des Thermostaten verhindert Da die Brücke 8 jedoch auch mit der Auslaufseite des Wasserrohrs 1 wärmeleitend verbunden ist, wird von dieser Seite her so viel Wärme in die Brücke 8 geliefert, daß der Thermostat 9 ansprechen kann.

Wenn das Wasserrohr 1 einen durchgehenden gleichmäßigen Querschnitt besitzen würde und wenn keine Wendel 3 in das Wasserrohr eingesetzt wird, dann wird die Funktion bei Oberschreiten einer Heizflächenbelastung von etwa 20—25 W/cm² problematisch, und zwar insofern, als der Dampfanteil immer mehr zunimmt Das hat zur Folge, daß der Wirkungsgrad schlechter wird und daß außerdem bei Absinken des Wasserspiegels im Vorratsbehälter unter ein gewisses Niveau überhaupt nur mehr Dampf aus dem Steigrohr austritt

Durch die Eindellungen 11 und 12 entsteht im beheizten Raum ein Dampfraum, wodurch der Lauf der Maschine wesentlich gleichmäßiger wird und der austretende Dampfantei! abnimmt weil der Dampf an den eingedellten Stellen nochmals durch das Wasser hindurchtreten muß. Wenn keine Wendel 13 verwendet wird, dann sollte das Wasserrohr zumindest im letzten Drittel vor dem Auslauf mit Dellen im Abstand von z. B. 10— 15 mm versehen sein, so daß der im Bogen entstehende Dampf mehrfach durch das Wasser hindurchtreten muß.

Die Wendel 13 hat weiterhin die Funktion, Kalkablagerungen abzusprengen. Zur Steigerung dieser Funktion kann die Wendel als Bimetallwendel ausgebildet sein. Sie wird so dimensioniert daß sie sich im Betriebszustand an die Rohrinnenwand anlegt Wenn nach jedem Betrieb die Maschine wieder auskühlt und die Wendel sich durchmessermäßig zusammenzieht, löst sie sich dementsprechend von der Rohrwand und sprengt dabei einen sich eventuell bildenden Kalkbelag ab. Wenn die Wendel als Bimetallwendel ausgeführt wird, hat sie einen rechteckigen Drahtquerschnitt

In der angegebenen Weise kann ein Wirkungsgrad der Kaffeemaschine von über 90%, d. h. ein ausgezeichnetes Ergebnis, erzielt werdea

Bei der in Fig.3 dargestellten abgewandelten Ausführungsform besitzt nicht nur das Wasserrohr 1 eine Längsrippe 2, sondern ebenfalls der Rohrheizkörpermantel 7 eine Längsrippe 17.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Durchlauferhitzer für Kaffeemaschinen oder andere Haushaltsgeräte nut einem Rohrheizkörper und einem Wasserdurchlaufrohr, wobei das Mantel· s rohr mindestens eines der beiden Teile, nlmlich des Rohrheizkörpers oder des Wasserdurchlaufrohres, aus einem im Strangpreßverfahren hergestellten Profilstrang mit mindestens einer seitlich abstehenden Längsrippe besteht, dadurch gekenn- zeichnet, daß die Längsrippe (2) des einen Teiles ausgestanzte oder ausgedrückte Durchzöge (5) aufweist, deren Rinder (6) von der Oberfläche der Längsrippe (2) in Form von Zacken abstehen und das Mantelrohr des anderen Teils auf die Längsrippe > s (2) aufgepreßt ist, wobei die Zacken in das Mantelrohr eindringen und das Material des Mantelrohres in die Durchzüge einfließt