DE2811497B1 - Elektrische Kaffeemaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Kaffemaschine, bei der das Wasser aus einem Frischwasserbehälter über eine Kaltwasserleitung zu einem Wassererhitzer und von dort über eine Heißwasserleitung zu einem Kaffeefilter gefördert wird und die eine auf die Heißwasserleitung einwirkende Heizvorrichtung aufweist.

Bei bekannten Kaffeemaschinen dieser Art (DE-GM 18 047) sind die Heißwasserleitung und der Kaffeefilter sowie eine unter dem Filter angeordnete Kaffeekanne zu Beginn des Brühvorganges noch kalt und müssen erst erwärmt werden, wobei sie dem geförderten Heißwasser einen Teil seiner Wärme entziehen. Außerdem steht zu Beginn des Brühvorganges kaltes Wasser in der die Heißwasserleitung darstellenden Steigleitung bis zu der Höhe der Oberfläche des Wassers im Frischwasserbehälter. Es befindet sich somit kaltes Wasser strömungsabwärts vom Wassererhitzer und wird bei Beginn des Brühvorganges aus der Heißwasserleitung heraus in den Filter gedrückt, von wo es in die Kaffeekanne fließt. Aus diesen Gründen kann man eine kleinere Kaffeemenge wie etwa 1 bis 2 Tassen unmittelbar nach dem Brühende der Kaffeemaschine nicht in wirklich heißer Form entnehmen, was insbesondere für Kaffeemaschinen zutrifft, die für eine größere maximale Kaffeemenge ausgelegt sind. Der bereitete Kaffee muß also anschließend an den Brühvorgang durch die Warmhalteplatte erst aufgewärmt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kaffemaschine zu schaffen, bei welcher auch kleine Kaffeemengen in wirklich heißer Form entnommen werden können, selbst wenn die Maschine für größere Kaffeemengen ausgelegt ist.

ίο Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine, die volle Wasserförderung mit Zeitverzögerung in Gang setzende Zeitsteuereinrichtung. Die Heizvorrichtung kann dabei auf verschiedene, im folgenden näher dargestellte Art ausgebildet sein, wobei während der Vorheizzeit keine oder nur eine minimale Wasserförderung erfolgen darf.

Vorzugsweise ist die Zeitsteuereinrichtung eine in der Kaltwasserleitung angeordnete Ventileinrichtung, die die volle Wasserförderung solange unterbindet, bis die Heißwasserleitung ausreichend aufgeheizt ist. Dabei kann die Ventileinrichtung ein auf vollen Durchgang offenbares Drosselventil mit einer Mindestdurchflußöffnung aufweisen. Dies hat den Vorteil, daß anfangs das Frischwasser gedrosselt in den heißen Wassererhitzer fließt und dort mehr oder weniger vollständig verdampft und der durch die Heißwasserleitung ausgestoßene Dampf die Heißwasserleitung und auch den Kaffeefilter sehr schnell aufheizt. Die Mindestöffnung des Drosselventiles kann dabei im Verhältnis zur

μ Heizleistung des Wassererhitzers so bemessen sein, daß der Dampf auch unverdampfte Wassertropfen mitreißt. Der Dampf sowie die eventuell mitgerissenen Wassertropfen befeuchten das Kaffeemehl und schließen dieses vor Beginn des normalen Brühvorganges auf.

Die Ventileinrichtung kann auch ein Absperrventil aufweisen. Wird dieses allein verwendet, so wird vor Beginn des normalen Brühvorganges, sobald das Absperrventil öffnet und das Wasser in den heißen Durchlauferhitzer eindringt, ein kürzerer Dampfstoß durch die Heißwasserleitung geschickt. Wird das Absperrventil in Reihe mit dem eine Mindestdurchflußöffnung aufweisenden Drosselventil angeordnet, so ergibt sich der Vorteil, daß die Einschaltung der Kaffeemaschine, die im allgemeinen die Einschaltung des fördernden Wassererhitzers bedeutet, nicht sofort nach Einfüllen des Frischwassers in den Frischwasserbehälter stattfinden muß. Das Frischwasser kann Stunden vorher eingefüllt sein, und die Ingangsetzung des Gerätes erfolgt über eine z. B. auf die morgentliche Weckzeit eingestellte Zeituhr, ohne daß der Wassererhitzer mit Wasser volläuft. Jedoch kann es auch nützlich sein, bei auf seine Mindestöffnung geschlossenem Drosselventil den Wassererhitzer und eventuell die Heißwasserleitung ganz oder zum Teil vollaufen zu lassen und dann die Wassererhitzerheizung einzuschalten, so daß das eingelaufene Wasser in den Filter gedrückt wird, wo es das Kaffeemehl benetzt. Da das Frischwasser nur gedrosselt in den Wassererhitzer nachfließt, wird anschließend während der Vorheizzeit überwiegend Dampf erzeugt, der, wie vorstehend beschrieben, der Aufheizung der Wasserwege dient und das Kaffeemehl weiter befeuchtet und aufheizt.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform dient als Zeitsteuereinrichtung eine Temperatursteuereinrich-

b5 tung mit mindestens einem Temperaturfühler, vorzugsweise aus Bimetall. Die Zeitverzögerung wird dadurch erreicht, daß die Aufheizung der Umgebung des Temperaturfühlers oder die Aufheizung des Tempera-

ORlGINAL INSPECTED

turfühlers unmittelbar Zeit beansprucht. Eine derartige Zeitsteuereinrichtung weist einen geringen Fertigungsaufwand auf und bietet beachtliche Stellkräfte. Vorzugsweise ist der Temperaturfühler in einem die Wassererhitzerheizung enthaltenden Gehäusehohlraum angeordnet. Der Temperaturfühler kann ferner an der Heißwasserleitung oder dieser benachbart angeordnet sein, um die volle Wasserförderung in Gang zu setzen, sobald die Heißwasserleitung ausreichend aufgeheizt <st. Alternativ kann der Temperaturfühler jedoch auch in der Kaltwasserleitung angeordnet sein, wobei die Kühle des Frischwassers auf den Temperaturfühler einwirkt und dieser die Wasserförderung in Gang setzt.

Diese Konstruktion kann auch die unnötige übermäßige Verdampfung verhindern, die bei sofortiger erneuter Benutzung der Kaffeemaschine bei noch heißem Wassererhitzer auftritt, da beim Trockengehen der Kaltwasserleitung der Temperaturfühler die Durchflußmöglichkeit in der Frischwasserleitung drosselt. Diese Wirkung des in der Frischwasserleitung angeordneten Temperaturfühlers wird durch die vorhandene Wärme im Gehäusehohlraum, durch den die Kaltwasserleitung sich erstreckt, stark gefördert.

Im folgenden wird die Erfindung anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kaffeemaschine teilweise entlang einer vertikalen Ebene aufgeschnitten;

Fig.2 auszugsweise einen Schnitt im wesentlichen entlang der Linie H-II in F i g. 1;

Fig.3 auszugsweise einen Schnitt im wesentlichen entlang der Linie III-III in F i g. 1;

F i g. 4 in einer Seitenansicht teilweise im Schnitt eine Einzelheit gemäß einer abgewandelten Ausführungsform;

F i g. 5 teilweise im Schnitt eine Seitenansicht einer abgewandelten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kaffeemaschine und

F i g. 6 einen Querschnitt durch die Frischwasserlei- -to tung in Verbindung mit einer weiteren abgewandelten Ventileinrichtung.

Die in den F i g. 1 bis 3 dargestellte elektrische Kaffeemaschine weist auf einem Gehäusesockel 2, dessen Gehäusehohlraum 4 nach unten durch einen ·*-ι Boden 6 verschlossen ist, einen Frischwasserbehälter 8 auf. Eine obere öffnung 10 des Gehäusesockels 2 ist durch eine als Abstellplatte für eine Kaffeekanne 12 dienende Warmhalteplatte 14 verschlossen, wobei an der Unterseite der Warmhalteplatte ein Wassererhitzer in Form eines Durchlauferhitzers 16 anliegt. Der Durchlauferhitzer 16 weist einen an der Warmhalteplatte 14 anliegenden Rohrheizkörper 18 auf, der über einen Steg 20 mit einem darunterliegenden Wasserrohr 22 wärmeleitend verbunden ist. Das Wasserrohr 22 ist einerseits über eine Kaltwasserleitung 24 und ein Rückschlagventil 26 mit dem Frischwasserbehälter 8 verbunden, und an sein anderes Ende schließt eine Heißwasserleitung 28 an, die aus einer Steigleitung 30 und einem Überlaufrohr 32 besteht und über einem auf e>o die Kaffeekanne 12 aufgesetzten Kaffeefilter 34 mit einer nach unten gerichteten Auslauföffnung 36 endet.

An der Seitenwandung des Gehäusesockels 2 ist unter dem Frischwasserbehälter ein im übrigen frei auskragender Bimetallarm 40 verrastet, welcher in seinem b^r> Endbereich einen Quetschkopf 42 trägt, der wie aus Fig.3 zu sehen ist, mit einem vom Boden des Frischwasserbehälters 8 im Gehäusehohlraum 4 nach unten ragenden Gegenlager 44 zusammen um die Kaltwasserleitung 24 zusammenquetscht. Das Gegenlager 44 weist in seinem unteren Endabschnitt einen rechteckigen Randausschnitt 46 auf, an dessen Oberkante die Kaltwasserleitung 24 anliegt und in dessen unteren Bereich der Quetschkopf 42 geführt ist. Die mit dem Schlauch 24 zusammenwirkende Oberkante 48 des Quetschkopfes weist eine geringere Breite auf als der zusammengequetschte Schlauch, so daß der Schlauch auch im völlig zusammengequetschten Zustand in seinen Randbereichen nicht zusammengequetschte Durchflußöffnungen aufweist. Der Kaltwasserschlauch 24 bildet zusammen mit dem Quetschkopf 42 und dem Gegenlager 44 ein Drosselventil 41 mit einem ständig offenen Mindestdurchflußquerschnitt. Der Bimetallarm 40 bildet zusammen mit dem Rohrheizkörper 18 des Durchlauferhitzers 16, der den Gehäusehohlraum 4 aufheizt, eine Zeitsteuereinrichtung.

Zusätzlich ist in Reihe mit dem Drosselventil 41 ein Absperrventil 51 vorhanden. Die Warmhalteplatte 14 weist einen nach unten abgewinkelten und an seinem unteren Ende horizontal abgewinkelten Randlappen 50 auf, an dem gut wärmeleitend ein zweiter Bimetallarm 52 befestigt ist, der an seinem freien Ende einen Quetschkopf 54 trägt. Der Quetschkopf 54 wirkt mit einem von der Oberseite des Gehäusesockels 2 nach unten ragenden Gegenlager 56 zusammen, dessen unterer Endabschnitt in gleicher Weise wie der untere Endabschnitt des Gegenlagers 44 ausgebildet ist. Der Quetschkopf 54 weist eine mit dem Schlauch zusammenwirkende und im wesentlichen gerade Oberkante 58 auf, deren Breite mindestens der Breite des Kaltwasserschlauches 24 im zusammengequetschten Zustand entspricht, damit er den Schlauch völlig zuquetschen kann.

Die Funktion dieser Kaffeemaschine gemäß den Fig. 1 bis 3 ist die folgende: Zuerst wird eine der gewünschten Kaffeemenge entsprechende Frischwassermenge in den Frischwasserbehälter 8 eingefüllt und dann ein nicht dargestellter Ein- und Ausschalter eingeschaltet, der den Heizstromkreis schließt, in dem der Rohrheizkörper 18 liegt. Damit erhitzt sich der Durchlauferhitzer 16 und heizt neben der Warmhalteplatte 14 mit der daraufstehenden Kaffeekanne 12 und dem darüber angeordneten Filter 34 auch über dem Randlappen 50 der Warmhalteplatte 14 den Bimetallarm 52 des Absperrventiles 51.

Der Quetschkopf 54 wird dadurch nach unten bewegt und bleibt dann während des ganzen Betriebes der Kaffeemaschine in seiner unteren Stellung, mit der das Absperrventil 51 geöffnet ist. Das Frischwasser kann nun aus dem Frischwasserbehälter 8 durch die Kaltwasserleitung 24 und durch das noch geschlossene Drosselventil 41 gedrosselt in das Wasserrohr 22 des heißen Durchlauferhitzers 16 sickern, wo es sofort verdampft wird. Der Dampf tritt durch die Heißwasserleitung 28 aus, wobei er aus der nach unten gerichteten öffnung 36 nach unten in den Kaffeefilter 34 geblasen wird. Aufgrund der anfangs noch kalten Heißwasserleitung 28 kondensiert ein Teil des Dampfes, und die mitgerissenen Wassertropfen, die zum Teil auch schon aus dem Durchlauferhitzer stammen können, wenn die Drosselstelle entsprechend bemessen ist, tropfen in den Kaffeefilter und benetzen das Kaffeemehl. Jedoch kondensiert auch Dampf im Kaffeefilter. Im übrigen ist über dem Kaffeefilter 34 am Überlaufrohr 32 der Heißwasserleitung ein Frilterdeckel 60 befestigt mit von seiner Unterseite nach unten ragenden Ringrippen 62,

von denen Kondenswasser in das Kaffeemehl tropft. Nach einer gewissen Zeit hat sich der Gehäusehohlraum 4 im Gehäusesockel 2 soweit aufgeheizt, daß der Bimetallarm 40 mit dem Quetschkopf 42 des Drosselventils 41 sich nach unten biegt und das Drosselventil auf vollen Durchfluß öffnet, wodurch jetzt die normale ununterbrochene Wasserförderung in Gang gesetzt wird. Anstelle des Bimetallarmes 40 kann auch ein Bimetallschnappelement vorgesehen sein, um Förderschwierigkeiten bei noch nicht voll geöffneten Drosselventil zu vermeiden.

In F i g. 4 ist in einer abgewandelten Ausführungsform ein Drosselventil 441 dargestellt, das eine an der Heißwasserleitung 428 festgeklammerte U-förmige Bimetallgabel 440 aufweist. An den freien Enden der Gabel 440 sind einanderzugewandte Quetschköpfe 442 und 444 angebracht, die die Kaltwasserleitung 424 zwischen sich aufnehmen. In diesem Fall wird eine Mindestöffnung des Drosselventiles durch eine Anschlagstelle 445 zwischen den Quetschköpfen sichergestellt.

Diese Lösung hat den Vorteil, daß die Kaltwasserzufuhr zum Durchlauferhitzer von der tatsächlichen Erwärmung der Heißwasserleitung abhängt.

Die in Fig.5 dargestellte abgewandelte Kaffeemaschine 501 weist einen Gehäusesockel 502 mit einem Gehäusehohlraum 504 sowie einen Frischwasserbehälter 508 auf, wobei entlang dem letzteren ein mit dem Gehäusehohlraum 504 in Verbindung stehender Kanal 507 für die Heißwasserleitung 528 nach oben führt. Ein den Kanal 507 nach oben abschließendes Überlaufstück 532 endet in einem horizontalen Ausstoßkanal 533, und die austretende Flüssigkeit bzw. der Dampf werden von einem einen Kaffeefilter 534 abdeckenden Deckel nach unten in den Filter umgelenkt. Eine Kaffeekanne 512 steht auf einer Warmhalteplatte 514, unter der ein separates Heizelement 515 für die Warmhalteheizung zugeführt ist. Das Frischwasser fließt aus dem Frischwasserbehälter 508 über eine Kaltwasserleitung 524 zu einem senkrechten, von der Warmhalteheizung unabhängigen Durchlauferhitzer 516 mit einer außen aufgewickelten Heizleitung und von dort durch die Heißwasserleitung 528 nach oben zum Kaffeefilter 534. Am Boden des Frischwasserbehälters ist nach unten ragend ein Bimetallarm 540 befestigt, der mit einem an seinem freien Ende befestigten Quetschkopf 542 den Kaltwasserschlauch 524 gegen ein an der Seitenwandung des Gehäusesockels 502 ausgebildetes Gegenlager 544 drückt und zusammen mit dem letztgenannten Teilen ein Drosselventil 541 bildet.

Benachbart der Warmhalteheizung 515 ist ein temperaturempfindliches Relais 570 angeordnet, das bei Erwärmung Kontakte schließt, über die die Stromzufuhr zu dem Durchlauferhitzer 516 läuft.

Die Funktion dieser Kaffeemaschine gemäß F i g. 5 ist die folgende: Beim Einschalten der elektrischen Kaffeemaschine wird unmittelbar die Warmhalteheizung 515 eingeschaltet und heizt den Gehäusehohlraum 504 mit dem daran anschließender Kanal 507 für die Heißwasserleitung 528 auf. Die Heißwasserleitung wird also von außen durch heiße Luft beheizt. Auch während dieser Zeit durch das Drosselventil 541 in den Durchlauferhitzer 516 und eventuell auch in die Heiß wasserleitung 528 sickerndes Frischwasser wird leicht vorgewärmt. Gleichzeitig wird auch das Relais 570 erwärmt und schließt mit einer Zeitverzögerung den Heizstromkreis für den Durchlauferhitzer 516. Sobald der Durchlauferhitzer 516 beheizt wird, verdampft er das in ihm befindliche Wasser und fördert Dampf oder ein Dampfwassergemisch über die Heißwasserleitung 528 in den mit Kaffeemehl gefüllten Kaffeefilter 534, wodurch das Kaffeemehl benetzt wird und aufzuquellen beginnt. Da der Frischwasserzufluß durch das Drosselventil 541 noch gedrosselt ist, wird für einige Zeit Dampf erzeugt, bis der vor allem vom Durchlauferhitzer beheizte Bimetallarm 540 den Schlauch voll freigibt, wodurch die normale Wasserförderung beginnt.

Die Aufheizung der Leistung durch Dampf ist zwar sehr wirksam und schnell, jedoch besitzt die Kaffeemaschine gemäß F i g. 5, auch wenn man das Drosselventil 541 wegläßt, eine Vorheizung für die Heißwasserleitung, nämlich durch die Erwärmung der Luft in dem Gehäusehohlraum 504 und dem daran anschließenden Kanal 507 mittels der Warmhalteheizung 515, die im übrigen die Kaffeekanne 512 und den Kaffeefilter 534 von außen beheizt.

In F i g. 6 ist eine weitere Möglichkeit dargestellt, ein Drosselventil 641 in der Kaltwasserleitung zeitlich zu steuern. Die Kaltwasserleitung 624 wird von einer sie zusammendrückenden Federklammer 680 an zwei Seiten umschlossen. In die Leitung ist an der Stelle der Federklammer 680 eine zweischenklige Bimetallklammer 640 eingesetzt, die bei Umgebungstemperatur aus zwei aneinanderliegenden Schenkeln besteht und bei Berührung mit kaltem Wasser sich auseinanderbiegen, sobald sie dessen Temperatur angenommen haben und damit einen ausreichenden Durchtrittsquerschnitt für einen unbehinderten Zufluß zum Durchlauferhitzer freigeben. Diese besondere einfache Ausführungsform hat zwar den Nachteil, daß die Öffnung des Drosselventiles nicht zeitabhängig nach dem Einschalten der Heizung der Kaffeemaschine geschieht, sondern nur zeitabhängig vom Eingießen des Frischwassers. Da jedoch das Eingießen von Frischwasser und das Einschalten der Kaffeemaschine meistens gleichzeitig ausgeführt werden, kann dieses Drosselventil auch ausreichend sein.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Elektrische Kaffeemaschine, bei der das Wasser aus einem Frischwasserbehälter über eine Kaltwasserleitung zu einem Wassererhitzer und von dort über eine Heißwasserleitung zu einem Kaffeefilter gefördert wird und die eine auf die Heißwasserleitung einwirkende Heizvorrichtung aufweist, dadurch gekennzeichnet, eine die volle Wasserförderung mit Zeitverzögerung in Gang setzende Zeitsteuereinrichtung.

2. Kaffeemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitsteuereinrichtung eine in der Kaltwasserleitung (24; 424; 624) angeordnete Ventileinrichtung (41,51; 441; 641) ist.

3. Kaffeemaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung ein auf vollen Durchgang offenbares Drosselventil (41; 441; 641; 541) mit einer Mindestdurchflußöffnung aufweist.

4. Kaffeemaschine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung ein Absperrventil (51) aufweist.

5. Kaffeemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitsteuereinrichtung eine Temperatursteuereinrichtung (40, 42; 440; 540; 570; 640) mit einem Temperaturfühler, vorzugsweise aus Bimetall, aufweist.

6. Kaffeemaschine nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturfühler (40, 52; 540) in einem Gehäusehohlraum (4; 504) angeordnet ist.

7. Kaffeemaschine nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturfühler (440) an der Heißwasserleitung (428) oder dieser benachbart angeordnet ist.

8. Kaffeemaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturfühler (640) in der Kaltwasserleitung (624) angeordnet ist.