-
Elektrische Kaffeemaschine
-
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Kaffeemaschine
mit einem Frisellwasserbehälter aus dem Wasser durch einen Wassererhitzer einem
Kaffeefilter zugeführt wird und einer Verkalkungsanzeigeeinrichtung.
-
Bei einer bekannten Kaffeemaschine dieser Art wird die Temperatur
am Wassererhitzer bzw. an der Heizung des Wassererhitzers gemessen und die Verkalkungsanzeigeeinrichtung
spricht an, sobald durch Kalkansatz im Wassererhitzer und einen damit verbundenen
schlechteren Wärmeübergang zum Wasser die Temperatur der Heizung über einen gewissen
Wert steigt. Diese Ausführungsform hat den Nachteil, daß sie relativ träg ist und
die Verkalkung nicht anzeigt, wenn immer nur jeweils eine Tasse Kaffee gebrüht wird.
-
Bei einer anderen bekannten Kaffeemaschine dieser Art steht eine Druckmeßeinrichtung
benachbart einem Durchlaufwassererhitzer mit einer Wasserführung in Verbindung und
bringt bei jedem Druckstoß der pulsierend fördernden Kaffeemaschine eine Anzeigelampe
zum Leuchten. Mit zunehmender Verkalkung werden die Druckstöße und damit auch die
Leutzeiten der Lampe länger.>Diese Verkalkungsanzeigeeinrichtung hat den Nachteil,
daß der Benutzer durch diese Anzeigeeinrichtung, die auch bereits ei mäßig verkalktem
Gerät Signale abgibt, leicht irritiert werden kann.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Kaffeemaschine
der eingangs beschriehenen Art zu schaffen, deren Verkalkungsanzeigeeinrichtung
nuch bei geringen zu bereitenden Kaffeemengen anspricht und deren Anzeige klar und
eindeutig ist.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kaffeemaschine
eine mit einem Zeitmesser gekoppelte Wasser-Füllstandsmeß- oder einstelleinrichtung
aufweist. Vorzugsweise ist eine
Füllstandsmeßeinrichtung dem Frischwasserbehälter
zugeordnet und kann als ein im Frischwasserbehälter angeordneter, sich über mindestens
einen Teil der Höhe desselben erstreckender, mit dem Wasser zusammenwirkender elektrischer
Widerstand ausgebildet sein. Alternativ können im Frischwasserbehälter zwei Elektroden
angeordnet sein, von denen mindestens eine sich über mindestens einen Teil der Höhe
des Behälters erstreckt.
-
Ein Widerstand oder eine Elektrode kann auf die Innenwandung des Frischwasserbehälters
aufgedruckt sein und die Zuleitungen sind dichtend durch den Boden oder die Seitenwandung
des Frischwasserbehälters hindurchgeführt und der elektrische Widerstand kann in
übereinander angeordnete elektrisch miteinander verbundene Einzelwiderstände unterteilt
sein. Die beschriebenen Ausführungsformen haben den Vorteil eines einfachen Aufhaues
des mechanischen Teiles der Kaffeemaschine, machen jedoch einen gewissen Schaltungsaufwand
an elektrischen und/oder elektronischen Schaltungen erforderlich. Bei größeren Stückzahlen
sind derartige Schaltkreise jedoch preisgünstig herstellbar.
-
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Füllstandsmeßeinrichtung
eine benachbart dem Ausgang des Frischwasserbehälters angeordnete Druckmeßdose auf,
die z. B. die Ausgangsstellung eines Kurzzeitmessers je nach dem Füllstand des Frischwasserbehälters
einstellen kann.
-
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann die Füllstandsmeßeinrichtung
auf die letzten aus dem Frischwasserbehälter ausfließenden ein bis zwei Tassen Wasser
ansprechen, indem z. B.
-
der elektrische Widerstand oder die Elektroden sich über eine ein
bis zwei Tassen entsprechende Höhe des Frischwasserbehälters erstrecken oder eine
Druckmeßdose bei einer, einer Tasse Wasser entsprechenden Füllhöhe einen Schalter
betätigt. Bei Beschränkung der Messung auf jeweils die letzte Tasse Wasser ist keine
Einstellung der Einrichtung durch den Benutzer von Hand erforderlich und der Aufbau
der Einrichtung wird vereinfacht. Als Zeitmesser kann ein mechanischer oder elektronischer
Kurzzeitmesser dienen, an dessen Einstellelement die Tassenzahl angegeben ist, wobei
die der Tassenzahl zugeordnete Laufzeit des Kurzzeitmessers für
ein
gerade noch zulässig verkalktes Gerät bemessen ist. Gemäß einer alternativen Ausführungsform
kann der Kurzzeitmesser jedoch auch entsprechend dem Anfangsfüllstand des Frischwasserbehälters
von der Füllstandsmeßeinrichtung selbsttätig eingestellt werden.
-
Vorteilhafterweise ist der Kurzzeitmesser mit dem lLin-/Ausschalter
gekoppelt, wodurch sichergestellt wird, daß der Beginn der Heizung des Durchlauferhitzers
und damit der Wasserförderung mit dem Beginn des Ablaufes des Zeitmessers zusammenfällt
Als Zeitmesser kann auch ein von einem eigenen Heizwiderstand und/oder vom Durchlauferhitzer
beheiztes Bimetall dienen. Die Beheizung des Bimetalles vom Durchlauferhitzer hat
abgesehen von der Einsparung eines eigenen Heizwiderstandes den Vorteil, daß die
bei Verkalkung des Gerätes erhöhte Temperatur des Durchlauferhitzers sich ebenfalls
auswirken kann.
-
Gemäß einer weiteren zweckmäßien Ausfihrungsform umfaßt die Füllstandsmet3eillriciltunl;
zum leeststellen des leergelaufenen Zustandes des FrischwasserE)eh ilters einen
Regler oder Abschalter des Durchlauferhitzers. Dieser Regler oder Abschalter ist
sowieso bei allen Kaffeemaschinen vorhanden und spricht an sobald dem Wassererhitzer
kein Frischwasser mehr zugeführt wird.
-
Ferner kann der Frischwasserbehälter vertikal verschiebbar in einem
Gehäusesockel Sel agort und mit einer Wiegeeinrichtung verbunden sein. Auch die
Warmhalteplatte kann federnd im Gehäusesockel unterstützt und mit einer Wiegeeinrichtung
verbunden sein.
-
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann mindestens ein Standfuß
der Kaffeemaschine mit einer Wiegeeinrichtung verbunden sein, wobei dieser Standfuß
vorzugsweise als Stanleiste ausgebildet ist; jedoch kann auch der Boden der Kaffeemaschine
mit vier Standfüßen versehen und vertikal verschiebbar im Gehäusesockel gelagert
und mit einer Wiegeeinrichtung verbunden sein.
-
Im folgenden wir die Erfindung anhand schematischer Zeichnungen aus
Ausführungsbeispiele-. näher erläutert.
-
Es zeigt Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt einer elektrischen
Kaffeemaschine; Fig. 2 einen Schnitt im wesentlichen entlang der Linie II-II in
Fig. 1; Fig. 3 stark schematisiert eine ahgewandelte Ausführungsform ähnlich der
der Figuren 1 und 2; Fig. 4 eine zu der Ausführungsform nach Figur 3 gehörende elektrische
Schaltung; Fig. 5 stark schematisiert eine abgewandelte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
elektrischen Kaffeemaschine; Fig. 6 eine Schaltung gemäß einer weiteren abgewandelten
Ausführungsform und Fig. 7 den unteren Teil einer elektrischen Kaffeemaschine teilweise
im Schnitt mit einer abgewandelten Ausführungsform einer Füllstandsmeßeinrichtung.
-
Bei der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Kaffeemaschine ist auf
einem Gehäusesockel 1, das einen Durehlauferhitzer 2 für das Brühwasser enthielt,
der zugleich eine Warmhalteplatte 3 für eine darauf abgestellte Kaffeekanne 4 biltfet,
ein Frischwasserbehälter 5 angeordnet. Auf die Kaffeekanne 4 ist ein Kaffeefilter
6 aufgesetzt, in den das Brühwasser über einen Ueberlauf 7 eingeführt wird, der
mit einem durch den Behälter 5 führenden Steigrohr 8 verbunden ist. Ein Schlauch
9 verbindet den Ausgang des Durchlauferhitzers 2 mit dem Steigrohr 8.
-
Eine Druckmeßdose 12 ist über einen Schlauch 14 mit dem ein Rückschlagventil
1( aufweisenden Auslaufstutzen des Frischwasserbehälters 5 und an ihrem entgegengesetzten
unteren Ende über einen Schlauch 18 mit dem Einlauf des Durchlauterhitzers 2 verbunden.
-
Die Druckmeßdose 12 weist eine Membran 20 auf, an deren Mitte ein
bbertragungshebel 22 angreifen kann, der um eine horizontal im Kaffeemaschinengehäuse
befestigte Achse 24 verschwenkbar gelagert ist und an seinem unteren Ende ein vertikal
es Langloch 26 aufweist. Im Gehäusesockel l ist im Bereich des Durchlauferhitzers
2 ein keilförmir Schieber 2S horizontal verschiebbar gelagert und weist einen Ansatz
30 auf, der mit einem daran ausgebildeten I3olzen 2 in das Langloch 26 des Hebels
22 eingreift. Der keilförmige Schieber ist ferner mit einem sich durch eine längliclje
horizontale Offnung 34 erstreckenden Handgriff 36 verbunden und betätigt ferner
in seiner rechtesten Stellung in nicht dargestellter Weise einen Ein-/Ausschalter
des Gerätes. An einem im Gehäusesockel ausgebildeten Ansatz 38 ist ein Ende eines
sich benachbart und entlang dem Durchlauferhitzer 2 erstreckenden Bimetalls 40 befestigt,
das an seinem freien Ende einen Mikroschalter 42 trägt, der mit dem keilförmigen
Schieber 28 zusammenwirken kann, um eine Anzeige zu betätigen.
-
Zum Einsehalten der Kaffeemaschine wird der Handgriff 36 von seiner
Aus-Stellung in seine Ein-Stellung bewegt, wobei auch der keilförmige Schieber 28
ein Stück bewegt wir. Je nach Füllstand des Frischwasserhehälters 5 zieht sodann
die Druckmeßdose 12 über den hebel 22 den leicht verschiebbar gelagerten keilförmigen
Schieber 28 in eine dem Füllstand im Frischwasserbehälter entsprechende Stellung.
Damit ist eine bestimmte Stelle der Keilfläche des Schiebers °S dem Mikroschalter
42 gegenüber angeordnet. Das Bimetall 40 wird vom Durchlauferhitzer 2 aufgeheizt
und biegt sich lansam gegen den keilförmigen Schieber 28 liln. Hel unverkalktem
oder mäßig verkalktem Gerät ist jedoch die Durchlaufzeit des Wassers aus dem Frischwasserbehälter
5 zum Filter zu kurz, als daß der Mikroschalter 42 mit dem Schieber 28 in Berührung
kommt. Sobald jedoch durch Verkalkung des Gerätes die Durchlaufzeit des Brühwassers
übermäßig verlängert ist, biegt sich das I3imetall 40 soweit durch, daß es den Schalter
s' in Berührung mit dem Schieber 28 bringt und damit ein Verkalkungsanzeigesignal
z. 13. in Form einer Lampe oder eines Summers in Gang setzt. Zum Verständnis der
Funktionsweise ist noch wichtig, daß der Durchlauferhitzer 2 nach dem
Durchlauf
des letzten Wassers von einem nicht dargestellten Regler taktförmig ein- und ausgeschaltet
wird, wobei jedoch die insgesamt abgegebene Wärmestrahlung nicht ausreicht, das
Bimetall 40, das ja auch Wärme abgibt, weiter auszulenken.
-
Beim Ausschalten des Gerätes wird durcn die Kombination des keilförmigen
Schiebers mit dem Ein-/Ausschalter ersterer immer in seine rech-teste Position gebracht
und wird nach dem Einschalten jeweils auf den maximalen Füllstand im. Frischwasserbehälter
5 eingestellt, und bleibt wäbrend des gesamten Brühvorganges in dieser Stellung
stehen, da der iiel 22 nicht it der Membran verbunden ist.
-
Gemäß einer abgewandelten Ausführungsform kann der keilförmige Schieber
ohne Handgriff und unabhängig vom Ein-/Ausschalter ausgebildet und der Hebel 22
mit der Membran 20 der Druckmeßdose 12 gelenkig verbunden sein. In diesem LL wird
tier eil 2 lediglich eine etwa andere Neigung aufweisen i3ei dieser absewandelten
Ausführungsform wird der keilförmige Schleber J mit sinMendem Füllstand im Frischwasserbehälter
5 von der Membran 20 der Druckmeßdose 12 nach links verschoben. Wenn 1)ei stark
verkalkter Kaffeemaschine das Brühwasser nur langsam gefördert wird, bewegt sich
dementsprechend der Keil 28 nur langsam zur Seite, so daß der Schalter 42 den keilförmigen
Schieber erreicht bevor das ganze Brühwasser gefördert wurde und die Heizleistung
des Durchlauferhitzers 2 herabgesetzt wird.
-
Gemäß einer weiteren nicht dargestellten abgewandelten Xusführungsform
können die Druckmeßdose 12 und der Hebel 22 entfallen und der keilförmige Schieber
28 wird mittels seines Handgriffes 36 von Hand auf die jeweils in den Frischwasserbehälter
eingegebene Tassenzahl eingestellt. Hierzu ist über dem Handgriff 36 eine Skala
mit einer Tasseneinteilung aufgedruckt.
-
Bei der in Figur 3 dargestellten abgewandelten Ausführungsform weist
die Druckmeßdose 12 einen unteren Arm 46 und einen oberen Arm 48 auf, an denen jeweils
ein Mikroschalter 50 bzw. 52 befestigt ist. Beide Mikroschalter weisen mit der Membran
zusammenwirkende Schaltarme 54 bzw. 56 auf, wobei mindestens der Schaltarm 56 als
Blattfeder ausgebildet ist.
-
Die Schaltarme 54 und 56 sind so bemessen und angeordnet, daß bei
unterschiedlichen Füllstandshöhen im Frischwasserbehälter 5 den jeweiligen Mikroschalter
50 bzw 52 betätigen, wobei die Differenz zwischen den schaltenden Füllstnn etwa
l bis 2 Tassen entspricht und aufgrund der pulsierenden Förderung der Kaffeemaschine
an das Fördersystem angepaßt sein muß, um eine ausrechende Gleichmäßigkeit und Wiederholbarkeit
und damit Zuverlässigkeit der Messung zu gewährleisten Werden z. B.
-
sechs oder acht Tassen Wasser in den Frischwasserbehälter 5 eingefüllt,
so betätigt die Membran beide Schalter 50 und 52, wobei der Schaltarm 56 elastisch
nachgibt. Sobald der Füllstand während des Brühvorganges z. B. auf eineinhalb Tassen
abgesunken ist, hat sich die Membran 20 der druckdose 12 soweit nach links bewegt,
daß der Schalter 50 betätigt wurde und ein nicht darrestelltes RC-Glied in Gang
setzt. Der Schalter 52 wird dann betätigt, wenn nur noch eine halbe Tasse wasser
im Frischlça§erbehälter 5 vorhanden ist und schaltet das RC-Glied aus. Wenn aufgrund
starker Verkalkung die Durchlaufgeschwindigkeit stark vermindert ist, ist auch der
Zeitabstand zwischen dem Schalten der Schalter 50 und 52 wesentlich vergrößert und
das RC-Glied wird z. B. stärker aufgeladen und bestätigt bei Erreichen einer vorbestimmten
Schwellspannung eine Signaleinrichtung wie 2 B. eine Glimmlampe. In Abwandlung des
Ausführungsbeispieles gemaß Fiur 3 kann der obere Schalter 52 entfallen und seine
Funktion er Abschaltung des RC-Gliedes von einem in üblicher Weise am T)urchlauferhitzer
angeordneten Temperaturregler übernommen werden, wobei das RC-Glied ausgeschaltet
wird, wenn der Regler das erste Mal die Speisespannung für den Durchlauferhitzer
2 unterbricht. Diese Unterbrechung erfolgt kurz na<h dem Leerlaufen des Frischwasserbehälters
5, wenn der Durchlauferhitzer trockengeht und heißer wird.
-
In Figur 4 ist eine einfache elektrische Schaltung dargestellt, die
anstelle eines RC-Gliedes mit dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 verwendet werden
kann. Parallel zu dem Durchlauferhitzer 2 und dem in Reihe damit geschalteten Regler
58 liegt eine Reihenschaltung aus dem Schalter 50 und einem Heizwiderstand 60 für
ein Bimetall 62 und ebenfalls parallel zu diesen beiden Reihenschaltungen liegt
eine Reihenschaltung aus dem Schalter 42 einem durch das Bimetall 62
betätigten
Schalter 64, einer Glimmlampe 6 und einem Vorschaltwiderstand 68 für diese. Wenn
bei sinkendem Füllstand im Firschwasserbehälter 5 zuerst der Schalter 50 schließt,
fließt ein Heizstrom durch den Heizwiderstand 60 für das Bimetall 62, das ein Zeitglied
darstellt und nach einer bestimmten Zeit den Schalter 64 schließt. Bei mäßig verkalkter
Kaffeemaschine wird das Wasser ausreichend schnell gefördert, um den Schalter 52
zu öffnen, bevor das Bimetall 62 den Schalter 64 schließt. ei zu stark verkalktem
Gerät jedoch wird der Schalter t)N durch das I!inetall 62 geschlossen, bevor der
Schalter 52 geöffnet wird, wodurch die als Verkalkungsanzeige dienen Glimmlampe
6(> zum Ansprechen gebracht wird.
-
Bei der in Figur 5 dargestellten abgewandelten Ansführungsform ist
auf die Innenwandung des Frischwasserhehälters ein sich über annähernd die gesamte
Höhe desselben erstreckender Widerstand 70 aufgebracht, vorzugsweise aufgedruckt,
wobei ziiei parallel zueinander vertikal verlaufende Bahnen 72 und 74 an ihrem oberen
Ende durch einen Steg 76 verbunden sintl. Das in den Frischwasserbehälter 5 eingefüllte
Wasser überbrückt einen mehr oder weniger großen Teil des Widerstandes 70. Hierdurch
wird die Füllstandshöhe meßbar.Die hierzu benötigte vorzugsweise elektronische Meßeinrichtung
ist zu einer Einheit 78 zusammengefaßt, deren Stromversorgung parallel zu dem Durchlauferhitzer
2 und dessen Regler 58 liegt und die wie bei den vorstehenden Meßeinrichtungen beschrieben
bei verlangsamter Wasserförderung eine als Anzeigesignal dienende Glimmlampe 80
oder ein anderes Signal zum Ansprechen bringt.
-
Anstelle des Widerstandes 70 können in nicht dargestellter Weise auch
zwei Elektroden in Frischwasserbehälter 5 an der Innenwandung angebracht sein, wobei
das äußere Aussehen dieser Elektroden dem Widerstand 70 ähneln kann, mit dem Unterschied,
das der Steg 76 entfällt.
-
Figur 6 zeigt eine weitere besonders einfache abgewandelte Ausführungsform
mit einem in den Gehäusesockel eingebauten mechanischen Kurzzeitmesser 82, der mit
dem Ein-/Ausschalter gekoppelt ist und wenn eine Prüfung des Verkalkungszustandes
erfoln soll, über eine leichte Verreastung in der Einstellung hinaus auf eine bestimmte
Zeit
eingestellt wird, wobei jedoch dieser bestimmten Zeit eine bestimmte Tassenzahl
zugeordnet ist und die Skala nur die Tassenzahl zeigt. Die der Tassenzahl zugeordnete
Zeit ist so bemessen, daß diese Tassenzahl bei mäßig verkalktem Gerät länger ist
als die Förderzeit. Erst wenn die Förderzeit länger wird als die vorgegebene Zeit
wird ein Signal in Form einer Glimmlampe 84 betätigt. Dies wird auf die folgende
Weise bewirkt. Ein hier in stark schematisierter Weise sehr lang gezeichneter ifebel
86 ist fest mit der Achse verbunden, mit der auch ein Einstellknebel 58 des Zeitschaltwerkes
82 fest verbunden ist intl bewegt sich bei aufgezogenem Kurzzeitmesser im Uhrzeigersinn
bis der Knebel die in der Figur 6 dargestellte Stellung "Ein" ereicht hat. ei Erreichen
dieser Stellung schließt der Hebel 86 einen in Reihe mit einem Vorschaltwiderstand
90 und der Glimmlampe 84 liefrenden Schalter 92, und diese Reihenschaltung liegt
parallel zu dem Durchlauferhitzer 2 und in Reihe mit dem Regler 5 und einem Ein-/Ausschalter
94.
-
Bei mäßig verkalktem Gerät öffnet der Regler 58 den Schaltkreis, bevor
der Schalter 92 durch den Hebel 6 geschlossen wurde und die Glimmlampe wird nicht
gezündet. ei zii stark verkalktem Gerät dauert der Ablauf des Zeitschaltwerkes 82
länger als der Durchlauf des Brühwassers und der Regler 58, der bei völlig durchgelaufenem
Brühwasser geöffnet wird, ist. noch yeschlossen wenn der Schalter 92 geschlossen
wird, wodurch die Glirmlampe 84 zum Ansprechen gebracht wird und eine zu starke
Verkalkung des Gerätes anzeigt. Es kann zusätzlich eine nicht dargestellte Signalhalteschaltung
vorgesehen sein, die die Glimmlampe am Leuchten hält, sobals sie einmal angesprochen
hat. Derartige Schaltungen sind dem Fachmann geläufig.
-
Die in Figur 7 dargestellte a@gewandelte Ausführungsform einer Kaffeemaschine
weist unterhalb des Frischwassertankes einen vertikal verschiebbaren Standfuß 96
atif, der von einer Feder 98 in seine am weitesten aus dem Gehäusesockel 1 ragende
Stellung vorgespannt wird und der je nach Belastung aufgrund des Füllstandes des
Frischwasserbehälters 5 mehr oder weniger in den Kaffeemaschinensockel l hineingedrückt
wird. Der Standfuß 96 weist einen
Betätigungsansatz 100 auf, der
in ähnlicher Weise wie die Membran 20 der Druckmeßdose 12 mit Verkalkungsanzeigeeinrichtungen
der in den Figuren l bis 3 dargestellten Ausführungsformen zusammenwirken kann.
Gemäß einer nicht dargestellten abgewandelten Ausführungsform kann ein Stand füße
aufweisender Boden der Kaffeemaschine als ganzes relativ zum Gehäusesockel 1 verschiebbar
sein und damit während des ganzen Brühvorganges im wesentlichen den anfünglichen
Füllstand des Frischwasserbehälters anzeigen, da er bei fortgeschrittenem Brühvorgang
auch den in der Kaffeekanne s befindlichen bereiteten Kaffe berücksichtigt.
-
Gemäß einer weiteren abgewandelten Ausführungsform ist der Wassererhitzer
unabhangig von der heizung der Warmhalteplatte ausgebildet, und ein Zeitschalter
schaltet nach Ablauf einer bestimmten der jeweils in den Frischwasserbehälter eingefüllten
Tassenzahl zugeordneten Laufzeit die heizung des Wassererhitzers ab, wodurch die
Brühwasserförderung beendet wird. Stellt eine Füllstandsmeßeinrichtung fest, daß
nach oder zu dieser Zeit noch Wasser im Frischwasserbehälter verb-lieben ist, wird
die Verkalkungsanzeige betätigt.
-
14 Ansprüche 7 Figuren