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Elektrische Kaffeemaschine mit einer Anzeigevorrichtung für
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den Yerkalkungsgrad Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine
elektrische Kaffeemaschine mit einer Anzeigevorrichtung für den Verkalkungsgrad,
die eine mit dem in einem von einem Frischwasserbehälter ausgehenden und zu einem
Kaffeefilter führenden Wasserkanal herrschenden Druck beaufschlagte Druckmeßeinrichtung
aufweist.
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Bei bekannten Kaffeemaschinen dieser Art ist in die Verbindungsleitung
zwischen dem Frischwasserbehälter und einen Durchlauferhitzer eine Druckmeßdose
mit einer Membran angeordnet, wobei die Membran auf den liückdruck des Durchiauferhitzers
anspricht, der ein benachbart dem Frischasserbehälter angeordnetes Rückschlagventil
schließt . Aufgrund der pulsierenden Förderung der Kaffeemaschine gibt der Schalter
bei zunehmender Verkalkung immer häufiger auftretende und immer länger anhaltende,
jedoch immer ausetzende Signale ab, mit denen eine Anzeigelampe gespeist wird.
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Eine derartige Anzeige kann fiir einen mit den technischen Vorgängen
nicht vertrauten Benutzer einer Kaffeemaschine iritierend sein. Ferner weist diese
Anzeigevorrichtung den Nachteil auf, daß, wenn z. B. frisches Wasser in eine leergekochte
heiße Kaffeemaschine nachgegossen wird, ein einige Sekunden andauerndes durch den
Dampfdruck bewirktes ununterbrochenes oder nur geringfügig unterbrochenes Signal
abgegeben wird, das dem Signal einer völlig verkalkten Kaffeemaschine gleicht und
damit eine völlige Verkalkung vortäuscht.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anzeigevorrichtung
der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die bei geringem Fertigungsaufwand eine
Anzeigevorrichtung schafft, die nur bei zu starker Verkalkung des Gerätes anspricht.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Druckmeßeinrichtung
eine Meßkammer aufweist, in der von einem Kolben, einer Membran oder einem Balg
ein mit dem Wasserkanal verbundener Druckraum und ein, eine Drosselöffnung aufweisender
Dämpfungsraum abgeteilt sind. Der Dämpfungsraum kann dabei mit Luft oder mit Wasser
gefüllt sein, wobei die Dämpfung mit Luft den Vorteil hat, daß die Drosselöffnung
nicht durch Verkalkung verändert wird. Bei Dämpfung mit Wasser kann der Dämpfungsraum
über die Drosselöffnung mit dem Frischwasserbehälter in Verbindung stehen, was den
Vorteil hat, daß aus dem kalten Frischwasser wenig Kalk ausfällt und die Druckmeßeinrichtung
nur wenig durch Verkalkung beeinträchtigt wird. In Weiterbildung dieses Gedankens
kann eine im Hinblick auf den Fertigungsaufwand besonders günstige Ausführungsform
geschaffen werden, indem die Meßkammer mindestens zum Teil einstückig mit dem Frischwasserbehälter,
vorzugsweise als Spritzgußteil ausgebildet ist. Die Meßkammer kann dabei einen Auslauf
stutzen oder ein einstückig mit dem Frischwaserbehälter ausgebildetes Steigrohr
umgeben, wodurch zusätzliche Leitungen zu einer separat am Boden des Frischwasserbehälters
ausgebildeten Druckmeßeinrichtung eingespart werden.
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Jedoch kann der Dämpfungsraum auch über die Drosselöffnung mit dem
Wasserkanal in Verbindung stehen. Dem Problem der Verkalkung oder im Fall der Luftdämpfung
der sonstigen Verschmutzung der Drosselöffnung kann dadurch entgegengewirkt werden,
daß mit dem Kolben der Membran oder dem Balg ein sich durch die Drosselöffnung erstreckender
Kolbenansatz verbunden ist, der vorzugsweise Reinigungsansätze zum Freihalten der
Drosselöffnung aufweist und im Fall der Luftdämpfung unmittelbar zur Betätigung
eines Schalters oder einer mechanischen Anzeigeeinrichtung verwendet werden kann.
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Durch die pulsierende Förderung des Wassers in der Kaffeemaschine
wird ein ständiges Spiel des Kolbenansatzes bewirkt, so daß die Drosselöffnung auch
noch unverkalkter oder wenig verkalkter Kaffeemaschine ständig geputzt wird. Der
Kolbenansatz kann Reinigungsansätze in Form von Borsten oder daran ausgebildeten
Rippen aufweisen.
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Durch Einbau einer Soll-Verkalkungsstelle, in Form eines verkalkungsanfälligen
Einsatzes in den an einen Durchlauferhitzer anschließenden Heißwasserteil des Wasserkanals
kann ein Druckstau an beliebiger Stelle des zum Filter führenden Kanales erzielt
werden und es wird dadurch eine große Freiheit in der Wahl des Einbauortes der Anzeigeeinrichtung
erzielt. So kann die Anzeigeeinrichtung z. B. in einem auf eine Steigleitung lösbar
aufsteckbaren zum Kaffeefilter führenden berlaufrohr eingebaut sein, wodurch bei
einer Störung der Anzeigeeinrichtung diese auf einfachste Weise durch eine neue
ersetzt werden kann und bereits beim Verbraucher befindliche Kaffeemaschinen mit
einer Anzeigeeinrichtung für den Verkalkungsgrad nachgerüstet werden können.
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Im folgenden wird die Neuerung anhand schematischer Zeichnungen an
Ausführungsbeispielen näher erläutert.
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Es zeigt Fig i eine erfindungsgemäß ausgebildete Kaffeemaschine teilweise
in einem vertikalen Schnitt Fig. 2 in einer vergrößerten Darstellung die Anzeigevorrichtung
im Sockelteil der Kaffeemaschine gemäß Fig. l; Fig. 3 eine abgewandelte Ausführungsform
einer Anzeigevorrichtung in einem vertikalen Längssdnitt; Fig. 4 eine weitere abgewandelte
Ausführungsform einer Anzeigevorrichtung in einem vertikalen Längsschnitt und Fig.
5 in einem größeren Maßstab eine Einzelheit der Ausführungsform gemäß Fig. 11.
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Bei der in den Figuren i und 2 dargestellten Kaffeemaschine ist auf
dem Gehäuse i, das einen Durchlauferhitzer für das Brühwasser enthält, der zugleich
eine Warmhalteplatte für eine darauf abgestellte Kaffeekanne 2 bildet, ein Frischwasserbehälter
3 angeordnet.
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Auf die Kaffeekanne 2 ist ein Kaffeefilter 4 aufgesdzt, in den das
Brühwasser über einen Überlauf 5 eingeführt wird, der mit einem durch den Behälter
3 führenden Steigrohr 6 verbunden ist.
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Schläuche 8 und 9 verbinden den Frischwasserbehälter 3 bzw. das Steigrohr
6 mit dem nicht dargestellten Durchlauferhitzer.
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In den untersten Bereich eines durch den Boden 10 des Frischwasserbehälters
3 ragenden Ansatz 12 des Steigrohres 6 ist ein eine Querschnittsverengung bildender
etallrohrabschnitt 14 eingepreist, an dem sich bevorzugt Kalk absetzt. Der Steigrohransatz
12 wird konzentrisch von einem einstückig mit dem Boden 10 des Frischwasserbehälters
ausgebildeten, über den Steigrohransatz nach unten hinausragenden Zylinderansatz
umgeben, der an seiner Unterseite durch einen Verschlußpfropfen 18 verschlossen
ist. Zwischen dem Zylinderansatz 16 und dem Steigrohransatz 12 ist vertikal verschiebbar
ein ringförmiger, aus einem Piagnetmaterial bestehender Kolben 20 geführt und ruht
in seiner unteren Ausbanfrsstellung auf am Pfropfen 18 ausgebildeten Noppen L2,
dip einen Angriff des vor dem Steigrohr herrschenden Druckes an der gesamten Unterseite
des Kolbens 20 ermöglichen. Der Pfropfen 1 weist ferner eine mittige Durchgangsöffnung
24 auf, in die ein Schlauchanschlußrohr 26 eingepreßt ist. Neben dem Zylinderansatz
16 des Bodens 10 ragt vom Boden eine ebenfalls einstückig damit ausgebildete Rippe
28 nach unten und zwischen diese und den Zylinderansatz ist ein im allgemeinen als
Reed-Schalter bekannter Magnetschalter 30 festgeklemmt, der betätigt wird, wenn
der Kolben 20 in seine höchst mögliche Stellung gel-angt. Der Kolben 20, der Steigrohransatz
12, der Zylinderansatz 16 und der Boden 10 des Frischwasserbehälters 3 begrenzen
einen Dämpfungsraum 32, der über eine im Boden 10 ausgebildete Drosselöffnung 34
mit dem Frischwasserbehälter 3 in Verbindung steht.
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Bei Betrieb der Kaffeemaschine in unverkalktem oder mäßig verkalktem
Zustand stehen die aufgrund der pulsierenden Wasserförderung entstehenden Druckphasen
und möglichem Unterdruckphasen in einem derartigen Verhältnis zueinander, daß der
Kolben 20 während der Druckphase nur geringfügig angehoben wird
und
während der anschließenden drucklosen oder Unterdruckphase wieder zurück in seine
Ausgangsstellung auf den Noppen 22 des Pfropfens 18 sinkt, wobei Wasser aus dem
Dämpfungsraum 32 in den Frischwasserbehälter 3 gedrückt bzw. aus diesem zurück in
den Dämpfungsraum gesaugt wird. Bei zunehmender Verkalkung ändert sich vorerst an
diesem Zustand nichts. Erst wenn die Kaffeemaschine zu stark verkalt ist, nehmen
die Druckphasen in ihrer Stärke und Länge so stark zu, daß sie den Kolben 20 bei
jedem Druckstoß unter Verdrängung eines Teiles des im Dämpfungsraumes vorhandenen
Wassers durch die Drosselöffnung 34 anheben. Das Kolbengewicht und die Drosselöffnung
sind sorgfältig aufeinander abgestimmt, um zu bewirken, daß im stärker verkalkten
Zustand des Gerätes, der zu einer Anzeige führen soll, der Kolben zwischen den Druckphasen
nicht wieder zurück auf die Noppen 22 in seine Ausgangsstellung sinken kann sondern
in einer angehobenen Stellung festgehalten wird, da das Wasser nicht so schnell
durch die Drosselöffnung 34 in den Dämpfungsraum 32 einströmen kann.
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Sobald also eine gewisse Verkalkung erreicht oder überschritten ist,
wird der Kolben bei jedem Brühvorgang schrittweise bis in seine oberste Stellung
angehoben, in der er aufgrund seiner permanentmagnetischen Kräfte den Magnetschalter
30 betätigt und zO B. den Stromkreis einer Anzeigelampe oder eines Summers schließt.
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Die in Figur 3 dargestellte abgewandelte Ausführungsform einer Anzeigevorrichtung
kann mit einer beliebigen Stelle des Wasserkanales verbunden werden, die im Verkalkungsfall
einen merklichen Druckanstieg aufweist Diese abgewandelte Ausführungsform weist
einen Kunststoff-Topf 36 auf, dessen nach unten gerichtete Öffnung durch einen Pfropfen
38 verschlossen ist, wobei zwischen den Pfropfen und den Topf der Rand 40 einer
Rollmembran 42 eingeklemmt ist. Der Pfropfen 38 weist eine mittige Öffnung 44 auf,
in die ein Schlauchanschlußrohrstück 46 eingepreßt ist. Auf dem mittleren Teil der
Rollmembran 42 ruht ein Kolben 48, der durch eine Feder 50 mit flacher Federkennlinie
in seine Ausgangsstellung, in der er auf Noppen 52 des Pfropfens 38 ruht, vorspannt.
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Mit dem Kolben 48 ist ein mittiger Kolbenansatz 54 vernietet, der
durch eine Drosselöffnung 56 im deckseitigen Boden des Topfes 36 ragt und mit Borsten
58 bestückt ist, die aufgrund der ständigen Bewegungen des Kolbens 48 die Drosselöffnung
56 irei von
Verschmutzungen verschiedenster Art halten. Über die
Drosselöffnung 56 steht ein luftgefüllter Dämpfungsraum 60 über dem Kolben 48 mit
der Umgebungsluft in Verbindung. Die Noppen 52 des Pfropfens 38 stellen sicher,
daß der Kolben 48 in einem Abstand über dem Pfropfen 38 getragen wird und legen
die kleinste Größe eines Druckraumes 62 fest. Die Vorrichtung gemäß Figur 3 funktioniert
im wesentlichen genauso wie die Vorrichtung gemäß Figur 2, mit dem Unterschied,
daß der Kolben 48 aufgrund der Kompressibilität der als Dämpfungsmedium verwendeten
Luft größere Bewegungen ausführt. Während der Druckphasen im Wasserkanal wird der
Kolben 48 gegen die Kraft der Feder 50 und die Kraft der komprimierten Luft ein
Stück nach oben bewegt, wobei auch ein Teil der Luft aus dem Dämpfungsraum durch
die Drosselöffnung 56 herausgedrückt wird. In der anschließenden drucklosen oder
Unterdruckphase sinkt der Kolben 48 zurück auf die Noppen 52 und die verdrängte
Luft wird durch die Drosselöffnung 56 zurück in den Dämpfungsraum 60 gesaugt. nei
der beschriebenen Bewegung halten die an dem Kolbenansatz 54 befestigten Borsten
58 die Drosselöffnung 56 stets sauber. Sobald bei stark verkalktem Gerät die Druckphasen
sowohl in ihrem Druck wie auch in ihrer Dauer überhand nehmen, kann während der
drucklosen Phalslen die aus dem Dämpfungsraum 60 verdrängte Luft nicht wieder/zurückgesaugt
werden und der Kolben kehrt nicht in seine Ausgangsstellung zurück sondern steigt
Schritt für Schritt auf, bis er seine oberste Stellung erreicht hat, in der der
Kolbenansatz 54 einen Schalter oder eine mechanische Anzeigeeinrichtung betätigt.
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Die in Figur 4 dargestellte abgewandelte Ausführungsform weist ein
C-förmiges Winkelstück 60 auf, dessen unterer Schenkel 62 über einen nicht dargestellten
Schlauch mit einem Durchlaufwassererhitzer verbunden ist, während sein oberer Schenkel
64 über einen nicht dargestellten Schlauch mit dem Steigrohr 6 verbunden ist und
daß ein darin eingepreßtes Metallrohrstück 66 mit rauher Oberfläche aufweist, welches
die Soll-Verkalkungsstelle bildet. In Verlängerung eines vertikalen Verbindungstückes
68 ist ein Faltenbalg 70 mit dem Winkelstück 60 verbunden, der sich im stark verkalkten
Zustand des Gerätes soweit nach oben ausdehnt, daß er einendarüber angeordneten
Mikroschalter 72 betätigt. Der Mikroschalter kann den
Stromkreis
einer Anzeigelampe schließen.
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Um zu verhindern, daß einzelne Druckstöße auch im noch nicht verkalktem
Zustand des Gerätes die Anzeigevorrichtung zum Ansprechen bringen, ist der Innenraum
74 des Balges 70 durch eine Trennwand 76 gegen den Innenraum des Winkel stückes
weitgehend verschlossen. Die Trennwand 76 ist trichterförmig zur Mitte hin nach
unten geneigt und weist in ihrer Mitte eine runde Drosselöffnung 78 auf, durch die
eine mit dem oberen Ende des Faltenbalges 70 fest verbundene Stange 80 ragt. Wie
am besten aus Figur 5 zu ersehen, weist die Stange 80 einen runden Querschnitt auf
und ist in ihrem mit der Drosselöffnung 78 zusammenwirkenden Bereich mit scharfkantigen
Umfangsrippen 82 versehen, die aufgrund der ständigen kleinen Bewegungen des Balges
jede Verkalkung sofort aus der Drosselöffnung lösen.
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Die Rippen 82 weisen um ihren Umfang jeweils zwei Lücken 84 auf, die
gegen die entsprechenden Lücken 86 der benachbarten Ringe um 900 versetzt sind.
Diese Lücken sollen sicherstellen, daß in jeder Stellung des Balges eine Strömung
durch die Drosselöffnung fließen kann. Dite Stange 80 besteht aus einem Kunststoff,
an dem sich Kalk nicht oder nur wenig festsetzt. Sie kann auch aus einem Material
hestehen, das mit einem verkalkungsunempfindlichen Material beschichtet ist. Die
Lücken zwischen den- Rippen 82 werden durch die ständigen Strömungen zwischen Balg
und Winkelstück freigespült. Für den Fall, daß sich doch ei-n geringfugiger Kalkansatz
an dem im normalen Betrieb nicht mit der Drosselstelle zusammenwirkenden Teil der
Stange ansetzt, ist diese nach unten zu leicht verjüngt, um auf jeden Fall ein Strecken
des Balges zu ermöglichen. Der unterste Endabschnitt ist als Führungsnadcl 88 ausgebildet.
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Die vertikale Anordnung des Balges und die trichterförmige Ausbildung
der Trennwand 76 mit der Drosselöffnung 78 verhindern, daß Restwasser in dem Gerät
zurückbleibt.
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12 Ansprüche 5 Figuren
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