DE2755014C2 - Elektrische Kaffeemaschine mit einem drucklosen Sickerfilter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Kaffeemaschine zur Bereitung von 1 Liter oder mehr Kaffee in einem Brühvorgang, mit einem drucklosen Sickerfilter in Form eines Konusfilters, dem Brühwasser über eine Brühwasserzuleitung von oben zugeführt wird, die von oben in den Filter ragt.

Bei elektrischen Haushaltkaffeemaschinen dieser Art treten keine besonderen Probleme in der vollständigen Ausnutzung des Kaffeemehles auf, solange die in einem Brühvorgang zu bereitende Tassenzahl unter 6 Tassen bleibt, wobei die Tasse mit 125 ml anzusetzen ist und pro Tasse etwa 7 g Kaffeemehl verwendet werden.

Bei Bereitung von 8 oder mehr Tassen in einem Brühvorgang sinkt jedoch die Ausnutzung des Kaffeemehles, insbesondere bei Verwendung eines Kaffeemehles feinen Mahlgrades, was wohl auf eine mangelnde Ausnutzung des Kaffeemehles im untersten Bereich des Filters zurückzuführen ist. Dabei ist ein Kaffeemehl dann als fein anzusehen, wenn ein Gewichtsanteil von mehr als 50% eine Korngröße von unter 0,5 mm aufweist, das heißt durch ein Sieb mit einer Maschenweite von 0,5 mm fällt Bei einem mittleren Mahlgrad liegt die Korngröße eines Gewichtsanteiles von 50% zwischen 0,5 bis 1 mm und bei einem groben Mahlgrad weist ein Gewichtsanteil von 50% eine gröbere Korngröße als 0,7 mm auf.

Versuche hatten ergeben, daß die Kaffeeausnutzung sich verbessert, wenn die Auslauföffnung des Überlaufrohres höher Über dem Filter angeordnet ist Da in diesem Fall der Auslauf etwa 3 cm über einem üblicherweise verwendeten Filter sitzen würde, was die Bauhöhe der Kaffeemaschine entsprechend erhöht, wurde aus praktischen Gründen auf diese Verbesserung verzichtet

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Kaffeemaschine der gattungsgemäßen Art, die Ausnutzung des Kaffeemehles verschiedener Feinheitsgrade zu verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,

daß die Brühwasserzuleitung in einer Höhe von etwa 15 mm unter bis etwa 7 mm über der geebneten Oberfläche einer Füllung des Filters zu Bemessungszwecken mit 260 ecm Kaffeemehl endet insbesondere ist eine Höhe von etwa 5 mm über dem Kaffeemehl vorteilhaft Die Kaffeemehlmenge von 260 ecm entspricht dabei der für 12 Tassen erforderlichen Kaffeemehlmenge, wobei pro Tasse 7 g gerechnet sind. Es ist klar, daß eine derartige Füllung bei einer 8-Tassen-Kaffeemaschine nur zum Zweck der Bemessung der richtigen Auslaufhöhe eingefüllt wird und die maximale Füllung des Filters in seinem normalen Betrieb nicht so groß ist; das heißt daß bei dieser Kaffeemaschine die Auslauföffnung der Brühwasserzuleitung höher über der maximalen Füllhöhe angeordnet ist als bei einer 12-Tassen-Kaffeemaschine, die nach derselben Bemessungsregel ausgelegt ist Bei Verwendung eines Filters, der mit Filterpapier arbeitet, ist für den Bemessungsvorgang ein Filterpapier einzusetzen. Bei einer Maschine, die mit einem Dauerfilter in Kegelform z. B. aus perforiertem Blech arbeitet wird dagegen das Kaffeemehl zur Bemessung direkt in den Filter geschüttet.

Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung der Kaffeemaschine wird die Ausnutzung des Kaffeemehles vor allem bei feinem Kaffeemehl verbessert Das könnte darauf zurückzuführen sein, daß die Strömungsverhältnisse im Filter anders als bei den üblichen Kaffeemaschinen sind und die typische kegelförmige Oberfläche des Kaffeemehls im Filter sich besser ausbildet; das heißt, daß mehr Kaffeemehl an die Seitenwandungen des Filters hochgeschwemmt wird. Es entsteht mehr Schaum im Filter. Die Oberfläche wird weniger gepeitscht als dies bei dem tanzenden Wasserstrahl bzw. den tanzenden Wasserstrahlen eines höheren Auslaufes der Fall ist und die Strömungswege im Kaffeemehl scheinen sich weniger zuzusetzen, so daß der Filter auch bei maximaler Füllung und Verwendung feinen Kaffeemehls das Wasser wesentlich weniger zurückstaut und daher der Filter wesentlich weniger zum Überlaufen neigt Auf diese Weise wird es möglich, für eine ^-Tassen-Kaffeemaschine einen relativ kleinen Filter zu verwenden und bei Förderung des Wassers durch einen Durchlauferhitzer über eine Steigleitung und ein Überlauf rohr eine Heizung von 1000 W zu verwenden, ohne daß der Filter überläuft Die Verwendung dieses relativ kleinen Filters ergibt eine sehr kompakte 12-Tassenmaschine.

Das Brühwasser wird etwa mittig und senkrecht nach unten in den Filter abgegeben, wozu ein Endabschnitt der Brühwasserzuleitung zweckmäßigerweise mittig im Filter senkrecht nach unten verläuft Jedoch ist es denkbar, eine ähnlich vorteilhafte Wirkung auch mit einem schräg in den Filter gerichteten Brühwasserstrahl zu erzielen, wobei dieser etwa ins Zentrum des Kaffeemehls gerichtet abgegeben werden müßte.

Bei einer Kaffeemaschine der Bauart mit einer Brühwasserzuleitung in Form eines Steigrohres und eines daran anschließenden Überlaufrohres zum Filter ist vorteilhafterweise das Überlaufrohr eine an das Steigrohr mit einer vorzugsweise plötzlichen Querschnittserweiterung anschließende langgestreckte Düse. In dem dadurch gebildeten ununterbrochenen Leitungszug bis zum Auslauf wird der Schwung mit dem das Brühwasser in einem pulsierenden oder in einzelne Schwalle unterbrochene Wasserstrahl unter der Wirkung des Durchlauferhitzers im Steigrohr nach oben befördert wird nicht gebrochen, sondern zum Großteil

umgelenkt und das Wasser tritt mit diesem Schwung etwa senkrecht nach unten in den Filter ein. Bei der Ausbildung des Oberiaufrohres als langgestreckte Düse mit schwachkonvergierenden Wandungen wird das Brühwasser möglichst verlustarm gesammelt, wobei nur eine geringe Vergleichmäßigung auftritt und ein wesentlicher Teil der Förderenergie %us dem Steigrohr enthalten bleibt Trotzdem kann im gegenüber der Steigleitung erweiterten Eintrittsquerschnitt des Überlaufrohres der in Blasen in dem aufsteigenden Wasser enthaltene Dampf aus dem Wasserstrahl austreten, ohne den Wasserstrahl wesentlich zu stören. Er entweicht durch Dampfabzugsöffnungen im Eintrittsbereich des Überlaufrohres. Der Strömungsfluß in den Filter wird also nicht durch sich ausdehnende Dampfblasen zusätzlich ungleichförmiger gemacht

Das Verhältnis zwischen dem Steigrohrquerschnitt und dem Einlaufquerschnitt des Überlaufrohres beträgt dabei etwa 1 :3 bis 1 :5 und vorzugsweise etwa 1 :3,8. Das Überlaufrohr ist dabei gemäß einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform im wesentlichen über seine ganze Länge schräg nach unten geneigt, wodurch auch hier einerseits die Fallenergie mit in den Strahl aufgenommen wird, aber andererseits die Auslauföffnung sich niedrig im Filter befindet und daher ein Tanzen des Strahles aus der Auslauföffnung den Wassereintrittsbereich in das trockene Kaffeemehl nicht zu stark ausdehnen kann. Jedoch wird bei der vorstehend beschriebenen düsenförmigen Ausführung des Überlaufrohres der Strahl kaum tanzen. Durch das schräg nach unten geführte Überlaufrohr wird auch der Umlenkungsverlust in seinem Auslaufbereich herabgesetzt

Die Querschnittsverengung des Überlaufrohres kann etwa 3:1 sein, wobei der düsenförmige Teil des Überlaufrohres eine Länge von etwa 6— 10 cm und vorzugsweise etwa 8 cm aufweisen kann. Wenn die Kaffeemaschine einen die Förderung des Brühwassers bewirkenden Durchlauferhitzer aufweist, wird der Auslaufquerschnitt des Überlaufrohres vorteilhafterweise mit etwa 0,06 bis 0,07 qmm und vorzugsweise etwa 0,064 qmm pro Watt Heizleistung des Durchlauferhitzers bemessen, wobei die Temperatur des Brühwassers am Austritt aus dem Überlaufrohr etwa 96° Celsius beträgt.

Im folgenden wird die Erfindung anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine erfindungsgemäße Kaffeemaschine in einer Seitenansicht teilweise im Schnitt;

F i g. 2 einen Längsschnitt durch den oberen Teil der Kaffeemaschine gemäß F i g. 1 und

F i g. 3 eine Ansicht von unten in F i g. 2 gesehen des Überlauf rohres der Kaffeemaschine gemäß F i g. 1.

Die in den Figuren dargestellte elektrische Haushaltkaffeemaschine weist ein Sockelgehäuse 2 auf, daß einen Durchlauferhitzer 4 für das Brühwasser enthält, der zugleich eine Warmhalteplatte für eine darauf abgestellte Kaffeekanne 6 bildet Auf dem Gehäuse 2 ist ein Frischwasserbehälter 8 angeordnet, der mittels eines Filterträgers 10 einen Kaffeefilter 12 trägt, in den das Brühwasser aus dem Durchlauferhitzer 4 über ein üchlauchförmiges Steigrohr 14, ein zum Steigrohr gehöriges fest mit dem Frischwasserbehälter 8 verbundenes Umlenkstück 16 und ein Überlaufrohr 18 zugeführt wird. Ein Schlauch 20 verbindet einem mit einem Rückschlagventil 22 versehenen Auslauf des Frischwasserbehälters mit dem Durchlauferhitzer 4. Der Frischwasserbehäiter 8 mit dem Filterträger 10 und dem darin getragenen Filter 6 sind durch einen Deckel 24 »erschlossen, an dem das Überlaufrohr 18 befestigt ist

Das in einem Winkel von etwa 12° gegen die Horizontale geneigte Überlaufrohr 18 schließt unmittelbar an das Umlenkstück 16 des Steigrohres 14 an und weist einen senkrecht nach unten geführten Endabschnitt auf, der von oben gesehen mittig im Filter nach unten führt und in einem in F i g. 2 mit a bezeichneten Abstand von 5 mm über eine eingeebneten Oberfläche einer Filterfüllung mit 260 ecm Kaffeemehl endet, wobei für diese Bemessung im Filter ein in den Figuren nicht dargestellter Papierfiltereinsatz eingesetzt sein muß. Die Kaffeemehlmenge beträgt 84 g fein gemahlenes Kaffeemehl. Das Überlaufrohr 18, das bereits mit seinem leicht nach unten geneigten Abschnitt 19 unter den oberen Rand des Filters 12 taucht und in diesem mit seinem senkrechten Endabschnitt 21 nach unten führt ist über einen Steg 26 mit einer am Deckel 24 verrasteten Halterungsplatte 28 verbunden.

Das Überlaufrohr 18 weist an seinem Einlauf, wie in F i g. 3 zu sehen ist, einen rechteckigen Querschnitt auf, dessen Querschnittsfläche etwa das 3,8fache des etwa kreisrunden Austrittsquerschnittes des Umlenkstückes 16 des Steigrohres 14 beträgt Dadurch ergeben sich

rechts und links des Umlenkstückes freie öffnungen am Überlaufrohr 19, aus denen Dampf austreten und durch über dieser Verbindungsstelle vorgesehene Dampfaustrittsöffnungen 30 im Deckel 24 entweichen kann. Der schwach geneigt verlaufende Abschnitt 19 des Überlauf rohres 18 ist wie aus Fig.3 zu ersehen, als langgestreckte Düse ausgebildet, die sich von dem verbreiterten Eintrittsquerschnitt bis zu dem anschließenden senkrechten Auslaufabschnitt 21 auf einen Querschnitt verjüngt, der im wesentlichen quadratisch ist und in seiner Querschnittsfläche geringfügig größer als der Austrittsquerschnitt des Steigrohres 14,16 ist

Im folgenden ist ein Bemessungsbeispiel für eine derartige Kaffeemaschine gegeben. Der Durchlauferhitzer besteht aus einem Wasserrohr, an dem ein Rohrheizkörper mit einer Heizleistung von 1000 Watt entlang geführt ist Die Steigleitung bzw. das Steigrohr 14 und das zugehörige obere Umlenkstück 16 weisen einen Innendurchmesser von 7 mm auf. Die daran anschließende Eintrittsöffnung des Überlaufrohres 18 weist eine Höhe von 8 mm und eine Breite von 23 mm auf. Über eine Länge von 8 cm ist der Abschnitt 19 des Überlaufes unter einem Winkel von etwa 12° gegen die Horizontale nach unten geneigt und mit geradlinigen Wänden auf einen quadratischen Querschnitt von 8 χ 8 mm zusammengeführt Der senkrechte Endabschnitt 21 des Überlaufrohres 18 weist über seine ganze Länge diesen Querschnitt auf, der somit auch der Austrittsquerschnitt des Überlaufrohres ist. Der Filter 12 ist zur Aufnahme einer Papierfiltertüte dimensioniert Er weist an seinem oberen Rand einen Durchmesser von 137 mm auf sowie eine durchschnittliche innere Höhe von 108 mm. Er führt keilförmig zu einer Bodenrinne zusammen, deren Länge etwa 54 mm bet'ägt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Elektrische Kaffeemaschine zur Bereitung von 1 Liter oder mehr Kaffee in einem Brühvergang, mit einem drucklosen Sickerfilter in Form eines Konusfilters, dem Brühwasser über eine Brühwasserzuleitung zugeführt wird, die von oben in den Filter ragt, dadurch gekennzeichnet, daß die Brühwasserzuleitung (14,16,18,19,21) in einer Höhe von etwa 15 mm unter bis 7 mm über der geebneten Oberfläche einer Füllung des Filters zu Bemessungszwecken mit 260 ecm Kaffeemehl endet.

2. Kaffeemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brühwasserzuleitung (14, 16,18,19,21) in einer Höhe von etwa 5 mm über der geebneten Oberfläche einer Füllung des Filters mit 260 ecm Kaffeemehl endet

3. Kaffeemaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Endabschnitt (21) der Brühwasserzuleitung etwa mittig zum Filter (12) und senkrecht nach unten geführt ist

4. Kaffeemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Überlaufrohr (18) im wesentlichen über seine ganze Länge gegen sein Auslaufende (21) hin schräg nach unten geneigt ist