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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Durchlauferhitzer
als Zeitglied dient, indem in seinem Bereich nach dem Trockengehen auftretende,
langsame Temepraturänderungen mit Zeitverzögerung einen zweiten im Bereich des Durchlauferhitzers
angeordneten
temperaturabhängigen Schalter verzögert betätigen und die Anzeige auslösen.
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Gemäß einer unabhängigen zweiten Lösung ist der zweite temperaturabhängige
Schalter in Reihe mit dem ersten temperaturabhängigen Schalter in den Stromkreis
der Anzeige geschaltet und ein Teil der Verzögerungszeit wird durch ein Öffnen des
ersten temperaturabhängigen Schalters während der Abkühlphase bewirkt.
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Beide Lösungen haben den Vorteil, daß relativ gleichmäßig ablaufende
Temperaturänderungen am Durchlauferhitzer nach Art eines Laufzeitgliedes verwendet
werden um eine genaue Zeitverzögerung für die Brühende-Anzeige zu erhalten.
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Der zweite temperaturabhängige Schalter kann dabei im Bereich des
Durchlauferhitzers an einer Stelle angeordnet sein, deren Temperaturanstieg beim
Trokkengehen mit einer Zeitverzögerung gegenüber dem Temperaturanstieg am Einbauort
des ersten temperaturabhängigen Schalters erfolgt Dabei ist der zweite temperaturabhängige
Schalter thermisch vorzugsweise an einen Teil des Durchlauferhitzers gekoppelt,
dessen Temperaturanstieg beim Trockengehen mit einer Zeitverzögerung dem Temperaturanstieg
am Anbauort des ersten temperaturabhängigen Schalters folgt. Der zweite temperaturabhängige
Schalter kann hierzu an einen Endabschnitt des Durchlauferhitzers gekoppelt sein,
der, da er im Endbereich der Heizung liegt langsamer in der Temperatur ansteigt.
Falls der Durchlauferhitzer in üblicher Weise ein Wasserrohr und einen daran entlang
geführten Heizkörper wie z. B.
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einen Rohrheizkörper aufweist ist der zweite temperaturabhängige Schalter
zweckmäßigerweise an das Wasserrohr gekoppelt wobei starke Temperaturanstiegsverzögerungen
am zweiten temperaturabhängigen Schalter vor allem dann erreicht werden, wenn dieser
an einen unbeheizten Endabschnitt des Wasserrohres gekoppelt ist. Eine starke Zeitverzögerung
wird vor allem auch dann erzielt, wenn der zweite temperaturabhängige Schalter im
Wassereinlaufbereich an den Durchlauferhitzer und insbesondere dessen Wasserrohr
gekoppelt ist, da beim Trockengehen des Durchlauferhitzers noch einige Tropfen Wasser
aus dem Frischwasserbehälter in den Durchlauferhitzer nachfließen und darin verdampfen
und damit den Wassereinlaufbereich desselben kühlen.
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Zur Erzielung einer bestimmten Zeitverzögerung kann der zweite temperaturabhängige
Schalter auch thermisch an eine gut wärme leitend, vorzugsweise durch Löten mit
dem Durchlauferhitzer verbundene Metallfahne gekoppelt sein.
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Der Anzeige kann auch ein ihr Ansprechen kurzzeitig verzögerndes
elektrisches Kurzzeit-Zeitglied, vorzugsweise ein NTC-Widerstand vorgeschaltet sein.
Die für derartige kurze Verzögerungen erforderlichen NTC-Widerstände sind nicht
teuer und ausreichend genau. In diesem Fall können der erste und der zweite temperaturabhängige
Schalter unmittelbar benachbart beieinander an den Durchlauferhitzer angebaut werden,
da ein Unterschied im Temperaturanstieg nicht erforderlich ist. Nach dem Ansprechen
des zweiten temperaturabhängigen Schalters verhindert das Kurzzeit-Zeitglied solange
das Ansprechen der Anzeige bis der erste temperaturabhängige Schalter, der ebenfalls
auf die Anzeige einwirkt ausgeschaltet hat. Die Anzeige spricht dann mit einer kurzen
Zeitverzögerung nach dem Wiedereinschalten des ersten temperaturabhängigen Schalters
an.
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Die Schalttemperatur, bei der der zweite temperaturabhängige Schalter
öffnet und damit den Stromkreis der Anzeige öffnen würde, liegt unter der Einschalttemperatur
des zweiten temperaturabhängigen Schalters, so daß im Warmhaltebetrieb der zweite
temperaturabhängige Schalter immer eingeschaltet bleibt, sobald er nach dem Trockengehen
des Durchlauferhitzers einmal eingeschaltet wurde.
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Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand schematischer
Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 einen ausschnittsweisen vertikalen
Schnitt durch den Sockel einer elektrischen Kaffeemaschine in einem Schnitt entlang
der Linie I-l in F i g. 2; F i g. 2 ausschnittsweise eine Ansicht von unten des
in F i g. 1 dargestellten Kaffeemaschinen-Sockels bei abgenommenem Boden; F i g.
3 in einem schematischen Diagramm den Verlauf der Temperaturen am Einbauort des
ersten temperaturabhängigen Schalters und des zweiten temperaturabhängigen Schalters
am Durchlauferhitzer bei der Kaffeemaschine gemäß den F i g. 1 und 2; F i g. 4 ein
elektrisches Schaltschema einer Kaffeemaschine gemäß den Fig.1 und 2 mit dem in
Fig.3 dargestellten Temperaturverlauf an den temperaturabhängigen Schaltern; F i
g. 5 in einem ausschnittsweisen Diagramm die zeitliche Entwicklung der Temperaturen
am ersten und zweiten temperaturabhängigen Schalter bei einer Kaffeemaschine gemäß
den F i g. 1 und 2, wobei jedoch der zweite temperaturabhängige Schalter wie in
unterbrochenen Linien angedeutet an einem anderen Bereich des Durchlauferhitzers
angeordnet ist als bei der Ausführungsform gemäß den Fig. 3 und 4; Fig.6 ein elektrisches
Schaltschema zur Verwendung bei einem Temperaturverlauf entsprechend dem der F i
g. 5 am ersten und am zweiten temperaturabhängigen Schalter; Fig.7 in einem ausschnittsweisen
Diagramm den zeitlichen Verlauf der Temperatur am ersten und zweiten temperaturabhängigen
Schalter, wobei diese am gleichen Ort an den Durchlauferhitzer angebaut sind; Fig.8
ein elektrisches Schaltschema zur Verwendung mit temperaturabhängigen Schaltern
an denen der in F i g. 7 dargestellte Temperaturverlauf auftritt.
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Im Gehäuse 1 einer elektrischen Kaffeemaschine ist entsprechend der
Darstellung in den F i g. 1 und 2 eine Warmhalteplatte 2 aus Blech als Stellfläche
für eine nicht dargestellte Kaffeekanne eingebaut Unterhalb der Warmhalteplatte
2 ist ein Durchlauferhitzer 3 angeordnet, der aus einem Wasserrohr 4 und einem damit
verlöteten Rohrheizkörper 6 besteht Der Durchlauferhitzer 3 ist mit federnden Klemmbügeln
8 an der Warmhalteplatte 2 und im Gehäuse 1 befestigt. In den Endbereichen des Durchlauferhitzers
sind das Wasserrohr 4 und der Rohrheizkörper 6 jeweils zu Anschlußzwecken auseinander
geführt Pfeile deuten die Durchflußrichtung des Wassers durch das Wasserrohr an.
Gegen das Auslaufende zu ist ein Stück vor der Stelle, an der Wasserrohr und Rohrheizkörper
auseinanderführen eine Blechlasche 12 mit dem Durchlauferhitzer 3 verlötet, an der
gut wärmeleitend ein als Zweipunkt-Temperaturregler dienender erster Temperaturregler
befestigt ist Im Zulaufbereich des Durchlauferhitzers ist ein Stück hinter dem Zusammenführen
des Wasserrohres und des Rohrheizkörpers ein zweiter temperaturabhängiger Schalter
18 für eine Brühende-
Anzeige gut wärmeleitend am Durchlauferhitzer
3 befestigt.
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In Fig. 3 ist in einem Temperatur-Zeitdiagramm dargestellt, wie sich
bei einer derartigen Kaffeemaschine bei der Kaffeebereitung und der anschließenden
Warmhaltung des bereiteten Kaffees die Temperatur am Wasserrohr bzw. an den temperaturempfindlichen
Schaltern entwickelt. Die Temperaturkurve steigt beim Einschalten des Gerätes steil
an, um dann bei Erreichen der Brühtemperatur während der Brühwasserbereitung etwa
konstant zu bleiben. Am Ende der Brühwasserbereitung, wenn alles Wasser aus dem
Frischwasserbehälter der Kaffeemaschine in den Kaffeefilter gefördert ist geht der
Durchlauferhitzer trocken und die Temperatur steigt schnell an, bis der obere Schaltpunkt
des ersten temperaturabhängigen Schalters 14 erreicht ist und der Rohrheizkörper
6 ausgeschaltet wird. Die Temperatur am Wasserrohr sinkt daraufhin ab, bis der untere
Schaltpunkt des Reglers 14 erreicht ist und die Heizung wieder eingeschaltet wird.
Die Temperatur des Durchlauferhitzers schwankt dann solange zwischen den beiden
Schaltpunkten des ersten temperaturabhängigen Schalters 14 bis die Kaffeemaschine
abgeschaltet wird.
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In F i g. 3 ist die Temperaturkurve am temperaturabhängigen Schalter
14 bzw. dem benachbarten Bereich des Durchlauferhitzers mit der Bezugsziffer 20
bezeichnet.
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Am zweiten temperaturabhängigen Schalter 18 ist der Temperaturverlauf
ein anderer und ist als Kurve 22 dargestellt. Im Einlaufbereich des Durchlauferhitzers
3 steigt wie daraus zu ersehen ist die Temperatur nach dem Trockengehen langsamer
an, da vermutlich aus dem Frischwasserbehälter und der von diesem zum Durchlauferhitzer
führenden Frischwasserleitung noch einzelne Tropfen Wasser nachfließen und im Einlaufbereich
des Durchlauferhitzers verdampfen und diesen somit noch ca. 2 Minuten kühlen. Die
Ansprechtemperatur des zweiten temperaturabhängigen Schalters 18 ist in dem Diagramm
der F i g. 3 mit a bezeichnet. Wie die Kurve 22 zeigt, steigt die Temperatur am
zweiten temperaturabhängigen Schalter 18 ca. 2 Minuten nach Beendigung der Wasserförderung,
das heißt Trockengehen des Durchlauferhitzers und Anstieg der Temperatur am ersten
temperaturabhängigen Schalter 14 über diesen Schwellwert und bleibt dann während
des ganzen Warmhaltebetriebes über diesem Wert.
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Wie aus der in F i g. 4 dargestellten zugehörigen elektrischen Schaltung
einer Kaffeemaschine gemäß den F i g. 1 und 2 zu ersehen ist, sind der Rohrheizkörper
6 bzw. dessen Heizwiderstand und der erste, als Temperatur-Regler dienende temperaturabhängige
Schalter 14 in Reihe miteinander geschaltet. Parallel zu dieser Reihenschaltung
ist eine Reihenschaltung bestehend aus dem zweiten temperaturabhängigen Schalter
18 einem als Brühende-Anzeige dienenden Summer 24, dessen Vorwiderstand 26 und einem
Ausschalter 28 für den Summer geschaltet. Beide parallele Reihenschaltungen sind
über einen damit in Reihe liegenden Ein-Ausschalter 30 der Kaffeemaschine mit dem
Netz verbunden. Der Summer 24 wird also mit dem Schließen des zweiten temperaturabhängigen
Schalters 18 ca.
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2 Minuten nach Beendigung der Wasserförderung in den Kaffeefilter
eingeschaltet und kann von der Bedienungsperson durch Betätigung des Schalters 28,
der mit jedem Einschalten der Kaffeemaschine wieder eingeschaltet wird, ausgeschaltet
werden. Die 2 Minuten Zeitverzögerung nach dem Trockengehen entsprechen etwa der
Zeit die das letzte in den Kaffeefilter geförderte Wasser benötigt um durch diesen
hindurch
zu sickern und in die Kaffeekanne abzufließen.
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Es folgt ein Zahlenbeispiel zu der vorstehenden Ausführungsform,
das von den in F i g. 3 dargestellten Kurven etwas abweicht. Der erste temperaturabhängige
Schalter schaltet aus bei 150"C C und ein bei 135° C. der zweite temperaturabhängige
Schalter schaltet ein bei 140"C und aus bei 1200C. Die Temperatur am zweiten temperaturabhängigen
Schalter 18 steigt beim Trockengehen des Durchlauferhitzers etwas an und bleibt
dann auf etwa 100"C. Mit dem zweiten Takt des ersten temperaturabhängigen Schalters
14 steigt dann auch die Temperatur am zweiten temperaturabhängigen Schalter soweit
an, daß der zweite temperaturabhängige Schalter schließt und die Brühende-Anzeige
betätigt.
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In F i g. 2 ist in unterbrochenen Linien eine abgewandelte Ausführungsform
angedeutet, bei der anstelle des im Einlaufbereich des Durchlauferhitzers angeordneten
zweiten temperaturabhängigen Schalters 18 ein hinter der Trennungsstelle zwischen
Wasserrohr und Rohrheizkörper am Wasserrohr 4 angebauter zweiter temperaturabhängiger
Schalter 18' verwendet wird.
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Fig.5 zeigt in einem ausschnittsweisen Diagramm entsprechend dem
der Fig. 3 den Temperaturverlauf 20 am ersten temperaturabhängigen Schalter 14 und
den Temperaturverlauf 22' am zweiten temperaturabhängigen Schalter 18'. Wie man
daraus ersieht, steigt hier die Temperatur am zweiten temperaturabhängigen Schalter
18' schneller an als bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform jedoch auch
hier langsamer als die Temperatur am ersten temperaturabhängigen Schalter 14. Die
Ansprechtemperatur a'des zweiten temperaturabhängigen Schalters 18' ist so gewählt,
daß er erst eingeschaltet wird, wenn der erste temperaturabhängige Schalter bereits
geöffnet hat.
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In F i g. 6 ist die zugehörige Schaltung der Kaffeemaschine dargestellt,
die weitgehend mit der Schaltung gemäß F i g. 4 übereinstimmt. Der einzige Unterschied
besteht darin, daß der erste temperaturabhängige Schalter 14 nicht mehr parallel
zum zweiten temperaturabhängigen Schalter 18' und dem Summer 24 geschaltet ist,
sondern wie der Ein-Ausschalter 30 in Reihe mit der Parallelschaltung bestehend
einerseits aus dem Rohrheizkörper 6 und andererseits dem Zweig, der den zweiten
temperaturabhängigen Schalter 18' enthält.
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Da der zweite temperaturabhängige Schalter erst einschaltet, nachdem
der erste temperaturabhängige Schalter sich bereits geöffnet hat (Fig.5) wird der
Summer 24 erst betätigt, wenn der erste temperaturabhängige Schalter 14 sich nach
Abkühlung des Durchlauferhitzers 3 wieder schließt. Da der zweite temperaturabhängige
Schalter sich im Warmhaltebetrieb nicht mehr öffnet wird nun der Summer 24 jeweils
während der Einschaltphasen des ersten temperaturabhängigen Schalters betätigt.
Bei dieser Konstruktion wird also die erste Abkühlphase des Durchlauferhitzers mit
verwendet um die erforderliche Zeitverzögerung der Brühende-Anzeige zu erzielen.
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Im folgenden sei ein Zahlenbeispiel gegeben: Der erste temperaturabhängige
Schalter schaltet aus bei 150°C und ein bei 135"C. Der zweite temperaturabhängige
Schalter schaltet ein bei 1300C und aus bei llO"C.
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Gemäß einer weiteren abgewandelten Ausführungsform ist ein zweiter
temperaturabhängiger Schalter 18" wie in F i g. 2 ebenfalls in unterbrochenen Linien
angedeutet am gleichen Ort wie der erste temperaturabhängige Schalter 14 am Durchlauferhitzer
3 angebaut und den gleichen Temperaturen ausgesetzt wie dieser,
wie
auch aus dem Temperaturverlauf in dem ausschnittsweisen Diagramm in F i g. 7 zu
sehen ist. Die Offnungstemperatur des ersten temperaturabhängigen Schalters kann
in diesem Fall bei 200"C liegen, während die Schließtemperatur des zweiten temperaturabhängigen
Schalters etwas niedriger bei etwa 1800C liegen kann, damit er auch sicher betätigt
wird.
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F i g. 8 zeigt die zugehörige elektrische Schaltung der Kaffeemaschine
die weitgehend mit der in Fig. 6 dargestellten Schaltung übereinstimmt, wobei gleiche
Teile mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind.
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Abweichend von der Schaltung gemäß Fig. 6 ist bei der Schaltung gemäß
F i g. 8 lediglich parallel zu dem Summer 24 und des Vorwiderstand 26 ein temperaturabhängiger
Widerstand, nämlich ein Kaltleiter 36 geschaltet, der im kalten Zustand ein Ansprechen
des Summers 24 für ca. 5 Sekunden verhindert, bis er sich durch den Stromdurchfluß
soweit erwärmt hat, das er sperrt. Innerhalb dieser 5 Sekunden öffnet sich jedoch
der erste temperaturabhängige Schalter 14, wodurch die Stromzufuhr unterbrochen
ist. Da die Ausschalttemperatur des zweiten temperaturabhängigen Schalters 18" unterhalb
der im Warmhaltebetrieb an seinem Einbauort auftretenden Temperaturen liegt wird
nach der Abkühlphase des Durchlauferhitzers 3 mit dem Einschalten des ersten temperaturabhängigen
Schalters
die Parallelschaltung aus dem Summer 24 und dem Kaltleiter 36 erneut mit
Strom versorgt und nach der durch den Kaltleiter 36 bewirkten Verzögerungszeit von
5 Sekunden ertönt der Summer ca. 10 Sekunden lang bis der erste temperaturabhängige
Schalter sich wieder öffnet. Dieses Signal wiederholt sich im Warmhaltebetrieb periodisch
wenn nicht der das Signal ausschaltende Schalter 28 betätigt wird. Der bei dieser
Ausführungsform als Verzögerungsglied verwendete Kaltleiter 36 muß nur eine im Vergleich
zu der Gesamtverzögerungszeit von ca. 2 Minuten sehr kurze Verzögerungszeit von
5 Sekunden bewirken und ist daher klein und preiswert und braucht keine besondere
Genauigkeit aufzuweisen. Die Toleranzen dieses Kaltleiters 36 gehen kaum in die
im wesentlichen durch die Abkühlzeit des Durchlauferhitzers 3 bestimmte Verzögerungszeit
für die Brühende-Anzeige ein sondern wirken sich mehr auf die jeweilige Dauer des
Summtones 24 aus, was jedoch weniger kritisch ist.
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Dabei ist zu bedenken, daß aufgrund der kurzen Verzögerungszeit des
Kaltleiters 36 auch die Verzögerungszeit-Toleranzen relativ klein sind.
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Die Übergangscharakteristik des Kaltleiters kann so gewählt sein,
daß der Summer leise zu summen anfängt und mit steigendem Widerstandswert lauter
wird um den Benutzer nicht zu erschrecken.