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Elektrische Kaffee- oder Teemaschine
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Die Erfindung betrifft eine elektrische Kaffee- oder Teemaschine mit
einem Steigrohr, durch das erhitztes Wasser von einem Wasserbehälter zu einem Filterbehälter
geführt ist, wobei oben am Steigrohr ein Oberlaufkanal vorgesehen ist, der an der
einen Seite eine zu dem Filterbehälter führende erste Mündung, an der anderen Seite
eine zu dem Wasserbehälter führende zweite Mündung und zwischen den Mündungen eine
Wasser-Eintrittsöffnung aufweist.
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In der Deutschen Patentanmeldung P 27 41 719.2 ist eine derartige
elektrische Kaffee- oder Teemaschine beschrieben. Bei dieser ist der Überlaufkanal
als Pufferbehälter ausgebildet. Es wird damit erreicht, daß die dem Filterbehälter
in der Zeiteinheit zugeführte Heißwassermenge annähernd konstant ist, so daß sich
im Filterbehälter weder ein zu hoher noch ein zu niedriger Wasserstand einstellt.
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Es hat sich gezeigt, daß bei Kaffee- oder Teemaschinen der eingangs
genannten Art zu Beginn eines Filtervorgangs zunächst immer eine gewisse Menge Kaltwasser
in den Filterbehälter strömt.
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Dies beruht darauf, daß die elektrische Heizreinrichtung unten am
Steigrohr vorgesehen ist und in diesem mit einem gewissen Wasserstand zu rechnen
ist. Diese Wassermenge kann somit vom Durchlauferhitzer nicht aufgeheizt werden.
Die beschriebene Erscheinung macht sich insbesondere dann ungünstig bemerkbar, wenn
nur wenige Tassen Kaffee oder Tee zubereitet werden sollen, da dann die aus dem
Steigrohr austretende Kaltwassermenge prozentual ins Gewicht fällt. Diese Unannehmlichkeit
durch Verkleinern des Durchmessers des Steigrohrs in ihrer Auswirkung zu mildern
erscheint ungünstig, da dadurch die Dauer des Filtervorgangs verlängert würde.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine elektrische Kaffee- oder Teemaschine
der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der höchstens wenig Kaltwasser in den
Filterbehälter gelangen kann.
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Erfindungsgemäß ist die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Eintrittsöffnung
ein Umlenkkörper zugeordnet ist, der das durch die Eintrittsöffnung fließende Wasser
in einer ersten Endstellung zur ersten Mündung und in einer zweiten Endstellung
zur zweiten Mündung lenkt und daß ein vom im Steigrohr hochsteigenden Wassers beaufschlagtes,
sich bei Temperaturerhöhung ausdehnendes Meßglied vorgesehen ist, das bei Temperaturerhöhung
den Umlenkkörper aus seiner zweiten Endstellung in seine erste Entstellung bewegt.
Damit ist erreicht, daß nach dem Einschalten der Kaffee- oder Teemaschine das im
Steigrohr stehende kalte Wasser in den Wasserbehälter zurückgeführt wird. Erst wenn
dann im Steigrohr heißes Wasser hochgetrieben wird, schaltet das Meßglied den Umlenkkörper
so um, daß das Wasser in den Filterbehälter gelangt. Es ist damit vermieden, daß
zu Beginn des Filtervorgangs kaltes Wasser in den Filter geleitet wird. Insgesamt
erhöht sich also die mittlere Brühtemperatur bei der Kaffee- oder Teebereitung.
Dies bedeutet eine Verbesserung des Filterergebnisses.
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In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung bildet der Umlenkkörper
eine Trennwand, die den Überlaufkanal zwischen den beiden Mündungen unterteilt.
Dies hat den Vorteil, daß der Umlenkkörper nicht nur die jeweilige Fließrichtung
des Wassers vorbestimmt, sondern gleichzeitig auch die Rückwand des zur ersten Mündung
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zur zweiten Mündung führenden Teils des Überlaufkanals bildet. Es
entfallen damit bauliche Anpassungsschwierigkeiten zwischen dem Umlenkkörper und
einer ansonsten im tfberlaufkanal vorgesehenen Trennwand. Dies ist besonders wesentlich,
da die gewünschte Wasserführung mit möglichst einfachen und zuverlässigen Mitteln
erreicht werden soll und deswegen ein Rückgriff auf bekannte, aufwendige Umschaltventile
nicht in Betracht kommt.
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Bei einer elektrischen Kaffee- oder Teemaschine, bei der die erste
Mündung als Drosselöffnung ausgebildet ist, erstreckt sich die Trennwand vorzugsweise
nur über einen Teil der Höhe des Überlaufkanals. Damit ist erreicht, daß ab einem
bestimmten Wasserstand in dem zwischen der Trennwand und der ersten Mündung liegenden
Teil des Überlaufkanals Heißwasser in den Wasserbehälter zurückfließt. Dies ist
für eine kontinuierliche Beschickung des Filterbehälters günstig, da sich dann im
Kaffeefilter weder ein zu hoher noch ein zu niedriger Wasserstand einstellt.
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In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung bildet ein einziger Bimetallstreifen
das Meßglied und den Umlenkkörper. Vorzugsweise ist dann der Bimetallstreifen an
einem Ende in der Mitte des Steigrohrs eingespannt und sein freies Ende durchragt
bündig die rechteckige Eintrittsöffnung und steht zur Bildung der Trennwand über
die Eintrittsöffnung über. Bei dieser Ausgestaltung übernimmt der Bimetallstreifen
sowohl die Funktion des Meßgliedes als auch die des Umlenkkörpers und der Trennwand.
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Falls es unerwünscht ist, daß das Meßglied den Umlenkkörper allmählich
von seiner einen Endstellung in die andere Endstellung
bringt, wird
das Meßglied bzw. der Umlenkkörper so ausgebildet, daß bei einer bestimmten Temperatur
des Wassers im Steigrohr, beispielsweise bei 40 OC, ein schlagartiges Umspringen
von der einen Endstellung in die andere Endstellung erfolgt. Solche Maßnahmen sind
von elektrischen Schnappschaltern bekannt.
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Als Meßglied eignen sich neben Bimetallstreifen beispielsweise mit
einer sich bei Temperaturerhöhung ausdehnenden Flüssigkeit gefüllte Bälgen oder
metallische Stäbe mit hohem Wärmeausdehnungskoeffizienten.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus
der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen. In der Zeichnung zeigen: Fig.
1 - Eine Kaffeemaschine schematisch Fig. 2 - Ein Ausführungsbeispiel eines Überlaufs
der Kaffeemaschine nach Fig. 1, vergrößert in perspektivischer Ansicht Fig. 3 -
Einen Teilschnitt des Überlaufs nach Fig. 2 längs der Linie III/III nach Fig. 2
Fig. 4 bis 5 - Teilschnitte weiterer Ausführungsbeispiele in einer Seitenansicht
entsprechend Fig. 3 Fig. 7, 8 - Weitere Ausführungsbeispiele in Aufsicht schematisch
Bei einer Kaffeemaschine wird aus einem Wasserbehälter 1 über ein Steigrohr 2 und
einen Überlaufkanal 3 von einem Heizkröper 4 erhitztes Wasser in einen Filterbehälter
5 geführt. Der Filterbehälter 5 steht über einer Kanne 6 (vgl. Fig. 1).
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Der Überlaufkanal 3 weist eine erste zu dem Filterbehälter 5 führende
Mündung 7 und eine zweite zum Kaltwasserbehälter 1 führende Mündung 8 auf. Der Überlaufkanal
3 ist mit einem an ihm einstückig ausgebildeten, im Querschnitt rechteckigen Rohrstück
9 auf das Steigrohr 2 aufgesteckt. Der Überlaufkanal 3 ist oben mit einem Deckel
verschlossen. In den Fig. 2 bis 8 ist der Überlaufkanal oben offen dargestellt.
Zwischen den Mündungen 7 und 8 liegt eine Eintrittsöffnung 10, durch welche aus
dem Steigrohr kommendes Wasser in den Überlaufkanal 3 einfließt.
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In einer Mittellinie des Querschnitts des Rohr stücks 9 erstrecken
sich Haltestege 11, zwischen denen das eine Ende eines Bimetallstreifens 12 gehalten
ist (vgl. Fig. 2 und 3). Das freie Ende 12' des Bimetallstreifens 12 durchragt die
Eintrittsöffnung 10 und erstreckt sich über einen Teil der Höhe des Überlaufkanals
3. Das freie Ende 12' ist fast so breit wie die Eintrittsöffnung 10 und kann sich
zwischen Rändern 10' und 10" der Eintrittsöffnung 10 bewegen, wobei es seitlich
von Seitenwänden 13 und 14 des Überlaufkanals 3 begrenzt ist. Insgesamt bildet das
freie Ende 12' des Bimetallstreifens 12 damit eine sich über einen Teil der Höhe
des Überlaufkanals 3 erstreckende Trennwand 15 zwischen demjenigen Teil 3' des Überlaufkanals
3, der zur Mündung 7 führt, und demjenigen anderen Teil 3'' des Überlaufkanals 3,
der zur Mündung 8 führt.
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Die Funktionsweise der beschriebenen Einrichtung ist etwa folgende:
Solange die Kaffeemaschine nicht eingeschaltet ist, steht der Bimetallstreifen 12
in der in Fig. 3 dargestellten Stellung. Wenn der Heizkörper 4 eingeschaltet wird,
beginnt das im Steigrohr stehende Wasser nach oben zu steigen. Da dieses kalt ist,
beispielsweise 15 OC, und auch nicht vom Heizkörper 4 erwärmt werden kann, wird
der Bimetallstreifen zunächst von kaltem Wasser beaufschlagt, so daß er sich fest
gegen den Rand 10' drückt. Das
kalte Wasser gelangt in den Teil
3r' des Überlaufkanals 3 und fließt in den Wasserbehälter 1 zurück. Im Zuge der
Wassererhitzung wird anschließend heißes Wasser den Bimetallstreifen 12 beaufschlagen,
so daß dieser in die in Fig. 3 strichliert dargestellte Stellung umklappt, in der
er am Rand 10'' der Eintrittsöffnung anliegt. Das heiße Wasser gelangt somit in
den Teil 3' des Überlaufkanals 3 und tritt durch die öffnung 7 in den Filterbehälter
5 ein. Erst nach dem Abschluß des Filtervorgangs klappt der Bimetallstreifen bei
Abkühlung wieder zurück.
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Ist die Mündung 7 als Drosselöffnung ausgelegt, staut sich im Kanalteil
3' Heißwasser. Sobald der Wasserstand das freie Ende 12' bzw. Trennwand 15 übersteigt,
kann überschüssiges Wasser über die Trennwand durch die Mündung 8 in den Wasserbehälter
1 zurückfließen.
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Beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 2 und 3 bildet der Bimetallstreifen
12 gleichzeitig das Meßglied und den Umlenkkörper für den Wasserfluß. Beim Ausführungsbeispiel
nach Fig. 4 ist als Umlenkkörper eine abgewinkelte Platte 16 vorgesehen, die in
der Höhe der Eintrittsöffnung 10 kippbar gelagert ist. An der Platte 16 ist ein
Griffglied 17 befestigt, an dessen freiem Ende ein Bimetallstreifen 18 angreift.
Je nachdem, ob der Bimetallstreifen 18 von kaltem oder heißem Wasser beaufschlagt
ist, bringt er die Platte in die eine oder andere Kippstellung, wobei dann der nach
oben ragende Teil der Platte die Trennwand 15 bildet. Anstelle des Griffgliedes
17 und des Bimetallstreifens 18 kann auch ein strichliert angedeuteter, sich in
heißem Wasser ausdehnender Stab 19 vorgesehen sein, der an der Platte 16 angelenkt
ist und diese entsprechend antreibt.
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In Fig. 5 ist als Umlenkkörper ein verschiebbarer Winkel 20 vorgesehen,
der von einer Bimetallfeder 18 verschoben wird.
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In Fig. 6 ist der Umlenkkörper von einer oben im Überlaufkanal 3 schwenkbar
gelagerten Klappe 21 gebildet, an deren unterem Ende der Bimetallstreifen 18 angreift.
Ähnlich ist beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 eine Klappe 22 angeordnet. Anders
als beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 liegt die Schwenkachse der Klappe 22 parallel
zum Steigrohr 2 am Rand des Überlaufkanals 3.
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Die Eintrittsöffnung 10 weist beim Ausführungsbeispiel nach Fig.
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7 einen dreieckigen Querschnitt entsprechend der von der Klappe 22
überstrichenen Fläche auf. Bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 2, 3, 6 und
7 ist günstig, daß die Eintrittsöffnung 10 durch den Umlenkkörper 22 nicht wesentlich
reduziert wird.
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Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 8 ist die Eintrittsöffnung im Querschnitt
kreisrund. Im Mittelpunkt ist ein etwa die Hälfte der Eintrittsöffnung 10 bedeckender
scheibenförmiger Umlenkkörper 23 drehbar gelagert, an dem die Trennwand 15 ausgebildet
ist.
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Der Antrieb des Umlenkkörpers 23 kann beispielsweise über einen sich
bei Temperaturerhöhung ausdehnenden Stab erreicht werden, wobei zwischen dem Stab
und dem Drehpunkt des Umlenkkörpers 23 eine Spindelpaarung vorgesehen ist.
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Im Rahmen der Erfindung liegen zahlreiche weitere Ausführungsbeispiele,
bei denen wie bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen der einfache Aufbau im
Vordergrund steht. Auf eine vollständige Dichtwirkung kommt es weniger an.
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Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen sind besondere zusätzliche
Maßnahmen zur Abdichtung des Überlaufkanals nicht erforderlich, da sowohl das Meßglied
als auch der Umlenkkörper keine besonderen Durchführungen erfordern.
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Ein schlagartiges Umschalten des Umlenkkörpers bei einer bestimmten
Temperatur kann durch den Einsatz einer Vorspannung und eines Totpunktes erreicht
werden.