DE3912788A1 - Kaffeemaschine - Google Patents
KaffeemaschineInfo
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- A47J31/24—Coffee-making apparatus in which hot water is passed through the filter under pressure, i.e. in which the coffee grounds are extracted under pressure
- A47J31/34—Coffee-making apparatus in which hot water is passed through the filter under pressure, i.e. in which the coffee grounds are extracted under pressure with hot water under liquid pressure
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Description
Die Erfindung geht aus von einer Kaffeemaschine mit
zumindest einem dem Wassereintritt nachgeschalteten
Filter und zumindest einer Pumpe, an die zumindest
ein elektrisch beheizter Strömungskanal zur Erzeu
gung von Heißwasser angeschlossen ist, das in vorbe
stimmbarer Menge zu einem Brühkolben und schließlich
zum Kaffee-Auslauf gelangt.
Derartige Kaffeemaschinen sind zur gewerblichen Ver
wendung bestimmt und in zahlreichen Ausführungsfor
men bekannt.
Die Heißwassererzeugung erfolgt dabei grundsätzlich
in sogenannten Boilern. Dies sind relativ große Be
hälter mit einem Wasservolumen von mehreren Litern,
meistens etwa 5 Liter, entsprechend dem Bedarf von
etwa 40 Tassen.
Die Erhitzung des Wassers erfolgt dabei durch eine
im Inneren des Boilers angeordnete Widerstands-Hei
zung, die in direktem Kontakt mit dem zu erhitzen
den Wasser steht und die durch eine Temperatursteu
erung den Wasserinhalt auf dem gewünschten Tempera
turniveau hält.
Zur Regulierung der Frischwasserzufuhr benötigt der
Boiler eine Niveauüberwachung, die bei Unterschrei
ten eines bestimmten Mindestwertes die Zufuhr von
Frischwasser auslöst, bis der obere Niveauwert er
reicht ist.
Das eingangs genannte relativ große Boilervolumen
stellt sicher, daß diese intervallartige Frischwasser
zufuhr keine zu starke Absenkung der mittleren Was
sertemperatur im Boiler hervorruft und daß Verbrauchs
spitzen mit einem Wärmebedarf oberhalb der Heizlei
stung des Boilers kurzzeitig gedeckt werden können.
Nachteilig an diesen Boilern sind vor allem ihre ho
hen Herstellungskosten und ihr Platzbedarf. Darüber
hinaus gestatten sie aufgrund der sich einstellenden
Temperaturschichtung und der intervallartigen Frisch
wasserzufuhr keine derart feinfühlige Temperaturre
gelung, wie dies für die optimale Kaffee- und Teezu
bereitung wünschenswert wäre.
Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Auf
gabe zugrunde, die eingangs beschriebene Kaffeema
schine derart zu verbessern, daß sie sich durch
günstigere Herstellungskosten, geringeren Platzbe
darf und genauere Temperatureinhaltung des erzeug
ten Heißwassers auszeichnet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß der Strömungskanal durch einen an sich bekann
ten rohrförmigen Durchlauferhitzer gebildet ist, an
dessen Außenwand eine mit ihr metallisch verbundene
Heizschlange angebracht ist, daß das Volumen des
Durchlauferhitzers maximal das dreifache Kaffeetas
sen-Volumen, zweckmäßig maximal 1,0 Liter beträgt
und daß das Frischwasser zumindest annähernd konti
nuierlich entsprechend der Wasserabgabe in den Durch
lauferhitzer nachfließt.
Durch den Ersatz des bisher üblichen Boilers durch
einen Durchlauferhitzer ergibt sich zum einen eine
drastische Reduzierung der Baugröße: Das Volumen
des Wassererhitzers reduziert sich auf etwa 1/10.
Zum anderen kann auf die bisher übliche Steuerung
der Wasserzufuhr verzichtet und statt dessen mit
direktem Anschluß des Erhitzers an die Pumpe, also
mit kontinuierlich nachlaufendem Frischwasser gear
beitet werden. Dadurch ergibt sich eine weitere Re
duzierung des Materialeinsatzes und der Herstellungs
kosten und darüberhinaus ist sichergestellt, daß kein
abgestandenes, sondern immer frisches Wasser für die
Kaffee- oder Teezubereitung verwendet wird.
Nicht zuletzt ist aufgrund des geringen Wasservolu
mens im Durchlauferhitzer eine wesentlich feinfüh
ligere Regulierung der Wassertemperatur gewährlei
stet.
Im Sinne einer Minimierung des Platzbedarfes em
pfiehlt es sich, daß das Volumen des Durchlaufer
hitzers maximal 0,5 Liter, zweckmäßig etwa 0,15 Li
ter bis etwa 0,4 Liter beträgt und daß der Wasser
eintritt in den Durchlauferhitzer kontinuierlich
und proportional entsprechend der Wasserabgabe er
folgt.
Außerdem erhält man dadurch ein besonders schnelles
und genaues Aufheizen des Frischwassers.
Aufgrund der kompakten und kostengünstigen Bauweise
kann für die Erzeugung von Kaffeewasser, Teewasser
und Dampf jeweils ein eigener Durchlauferhitzer vor
gesehen werden. Da jeder Durchlauferhitzer seine ei
gene Temperatursteuerung aufweist, ist eine optimale
Anpassung der Temperaturverhältnisse an den gewünsch
ten Brühvorgang möglich. Die Qualität des erzeugten
Getränkes wird dadurch merklich verbessert.
Zur Verbesserung des Wärmeüberganges empfiehlt es
sich, daß die Durchlauferhitzer vertikal stehend ein
gebaut sind und daß die Heizschlange unter Zwischen
lage einer Lötfolie mit der Außenwand des rohrförmi
gen Durchlauferhitzers verlötet ist. Die Heizschlan
ge kann aus einzelnen, in beliebiger Richtung verlau
fenden Abschnitten bestehen, sie kann aber auch schrau
bengangförmig um den Durchlauferhitzer herumlaufen.
Zur Vermeidung einer Aufheizung der Umgebung kann
sie außen durch eine Isolierung abgedeckt werden.
Auch kann es zweckmäßig sein, daß sich die Heiz
schlange nur über einen Teilbereich, zweckmäßig
einen unteren Teilbereich des Durchlauferhitzers
erstreckt, während der obere Bereich als Mischkam
mer fungiert.
Zur einfachen Montage des Durchlauferhitzers em
pfiehlt es sich, daß er aus einem kreiszylindri
schen Rohr besteht, das an seinem oberen und un
teren Ende mit Dichtungsringen in passende Endkap
pen eingesetzt ist, die ihrerseits axial miteinan
der verspannbar sind.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung er
geben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines
Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnung; dabei
zeigt:
Fig. 1 ein Wasserfließschema der Kaffeemaschine;
Fig. 2 eine vergrößerte, teilweise geschnittene
Seitenansicht des Durchlauferhitzers und
Fig. 3 eine um 90° geklappte Seitenansicht von
Fig. 2.
Wie Fig. 1 zeigt, ist hinter dem Frischwassereintritt
1 der Kaffeemaschine ein Absperrventil 2 und Filter 3
angeordnet. Hinter dem Filter läuft eine für die Kaf
fee-Zubereitung vorgesehene Leitung 4 zu einer Pum
pe 5, die das Frischwasser über ein Volumenmeßgerät
6 für die Wasser-Dosierung und ein Ventil 7 dem un
teren Ende eines rohrförmigen Durchlauferhitzers 8
zuführt. Dort wird das Wasser auf die zur Kaffee-Zu
bereitung optimale Temperatur erhitzt und am oberen
Ende über eine Leitung 9 den Brüh- und Entlastungs
ventil 10 und von dort dem nur schematisch angedeu
teten Brühkolben 11 zugeführt. Von dort gelangt der
fertige Kaffee zu einem Auslauf 12.
Außerdem zweigt hinter dem Filter 3 eine zweite Lei
tung 13 ab. Sie enthält das für die Teezubereitung
benötigte Wasser und läuft entweder über eine Mengen
dosierung 14 oder über ein nicht dargestelltes manu
elles Ventil, das mit dem ohnehin vorhandenen Sicher
heits- und Rückschlagventil 15 kombiniert sein kann,
in das untere Ende eines zweiten Durchlauferhitzers
16. Dort wird das Wasser auf eine im Vergleich zum
Kaffee höhere Temperatur erhitzt, wie sie bei der
Tee-Zubereitung optimal ist. Das erhitzte Wasser
strömt dann über ein manuelles oder automatisches
Auslaßventil 17 zum Heißwasser-Auslaß 18.
Schließlich ist die erfindungsgemäße Kaffeemaschine
noch mit einem dritten Durchlauferhitzer 19 zur Dampf
erzeugung ausgerüstet. Er wird über eine Leitung 20,
ein Ventil 21 und das übliche Sicherheits- und Rück
schlagventil 22 von dem zweiten Durchlauferhitzer
16 versorgt. Der Zulauf zu dem Durchlauferhitzer 19
erfolgt jedoch nicht wie bei den beiden vorgenannten
Erhitzern, kontinuierlich sondern absatzweise, ge
steuert durch eine an sich bekannte Niveau-Regulie
rung. Der Dampfaustritt ist bei 23 angedeutet.
Der genauere Aufbau der Durchlauferhitzer ergibt
sich aus den Fig. 2 und 3. Jeder Dampferzeuger be
steht aus einem zylindrischen Rohr 24, daß an sei
ner Außenseite über zumindest Teil seiner Höhe von
einer Heizschlange 25 umgeben ist. Die Heizschlan
ge 25 weist in ihrem Kern einen Widerstands-Heiz
draht auf, der gegenüber dem metallischen Mantel
der Heizschlange in bekannter Weise isoliert ist.
Wesentlich ist, daß die Heizschlange mittels zwi
schengelegter Lötfolie metallisch breitflächig mit
dem Rohr 24 verbunden ist, so daß sich ein inniger,
spaltfreier Kontakt und dementsprechend gute Wärme
übertragung ergibt.
Wesentlich ist ebenso, daß das Volumen des Rohres
24 gegenüber herkömmlichen Boilern auf etwa ein
Zehntel reduziert ist und zweckmäßig nur etwa 0,1
Liter bis 0,4 Liter beträgt. Damit ist neben den
bereits angesprochenen günstigen Herstellungskos
ten sichergestellt, daß jede Tasse Kaffee oder
Tee mit frischem, nicht abgestandenem oder mehrfach
aufgewärmtem Wasser zubereitet wird.
Zum Anschluß an den Wasserkreislauf ist das Rohr 24
an seinen beiden Enden über Dichtringe 26 in passen
de Anschlußkappen 27 und 28 eingesteckt. Diese An
schlußkappen sind in einem C-förmigen Halter 29 der
art montiert, daß das Rohr axial zwischen ihnen ein
gespannt wird. Auf diese Weise läßt sich das Rohr 24
jederzeit schnell ausbauen, insbesondere, wenn es
entkalkt werden soll.
Schließlich ist in den Fig. 2 und 3 durch das Bezugs
zeichens 30 ein Temperaturfühler angedeutet. Er dient
zur Steuerung der jeweiligen Heizschlange 25, damit
die gewünschte Solltemperatur des Wassers eingehalten
wird. Diese Steuerung erfolgt für jeden Durchlaufer
hitzer getrennt und unabhängig von den übrigen Durch
lauferhitzern.
Eine besonders zweckmäßige Weiterbildung der Erfin
dung besteht darin, die Steuerung der Heizschlange
25 nicht allein über den Temperaturfühler 30 vor
zunehmen, sondern die Heizung unabhängig von der Tem
peratur immer dann anzuschalten, wenn an der Kaffee
maschine der Taster für die Ausgabe von Kaffee oder
Tee betätigt wird. Das Einschalten erfolgt für eine
vorgegebene Zeit, je nachdem welcher Taster gedrückt
wird. Wird beispielsweise der Taster für eine Tasse
Kaffee gedrückt, so erfolgt die Beheizung während
einer Zeit von 2-6 Sekunden, insbesondere 2-3
Sekünden, während bei Betätigung des Tasters für
2 Tassen Kaffee die Heizdauer entsprechend länger
ist. Bei Espresso, wo weniger Wasser benötigt wird,
kann die Heizzeit etwas verkürzt werden.
Erfindungsgemäß werden also die Temperaturfühler nur
für die Heizungssteuerung im statischen Zustand ver
wendet, wogegen es bei Betätigung der Kaffeemaschine
immer zu einer sofortigen Zwangseinschaltung kommt.
Der Durchlauferhitzer reagiert dadurch wesentlich
schneller, als wenn abgewartet werden müßte, bis der
Temperaturfühler die durch nachfließendes Kaltwasser
erfolgende Temperaturabsenkung erkennt.
Die Zwangseinschaltung erfolgt derart, daß durch die
Betätigung des jeweiligen Tasters für eine Tasse Kaf
fee, zwei Tassen Kaffee oder Tee ein elektronischer
Zeitschalter ausgelöst wird, der für eine dem Taster
zugeordnete Zeitspanne die Heizung einschaltet.
In dieser Maßnahme liegt ein wesentlicher Grund dafür,
daß die Erfindung mit derart kleinen Durchlauferhit
zern auskommt.
Claims (14)
1. Kaffeemaschine mit zumindest einem dem Wasserein
tritt (1) nachgeschalteten Filter (2) und zumindest
einer Pumpe (5), an die zumindest ein elektrisch be
heizter Strömungskanal zur Erzeugung von Heißwasser
angeschlossen ist, das in vorbestimmbarer Menge zu
einem Brühkolben (11) und schließlich zum Kaffee-
Auslauf (12) gelangt,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Strömungskanal durch einen an sich bekannten rohrförmigen Durchlauferhitzer (8) gebildet ist, an dessen Außenwand eine mit ihr metallisch verbundene Heizschlange (25) angebracht ist,
daß das Volumen des Durchlauferhitzers (8) maximal 1,0 Liter beträgt und
daß das Frischwasser zumindest annähernd konti nuierlich entsprechend der Wasserabgabe in den Durch lauferhitzer nachfließt.
daß der Strömungskanal durch einen an sich bekannten rohrförmigen Durchlauferhitzer (8) gebildet ist, an dessen Außenwand eine mit ihr metallisch verbundene Heizschlange (25) angebracht ist,
daß das Volumen des Durchlauferhitzers (8) maximal 1,0 Liter beträgt und
daß das Frischwasser zumindest annähernd konti nuierlich entsprechend der Wasserabgabe in den Durch lauferhitzer nachfließt.
2. Kaffeemaschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Volumen des Durchlauferhitzers (8) maximal
etwa 0,5 Liter, zweckmäßig etwa 0,15 Liter bis etwa
0,4 Liter beträgt.
3. Kaffeemaschine nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Wassereintritt in den Durchlauferhitzer (8)
kontinuierlich und proportional entsprechend der Was
serabgabe erfolgt.
4. Kaffeemaschine nach einem der vorhergehenden An
sprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß für Kaffeewasser und Teewasser jeweils ein eigener
Durchlauferhitzer (8 bzw. 16) vorgesehen ist.
5. Kaffeemaschine nach einem der vorhergehenden An
sprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein weiterer Durchlauferhitzer (19) zur Damperer
zeugung vorgesehen ist.
6. Kaffeemaschine nach einem der vorhergehenden An
sprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Durchlauferhitzer (8, 16) für Kaffee- und Tee
wasser eine eigene Temperatursteuerung aufweisen.
7. Kaffeemaschine nach einem der vorhergehenden An
spruche,
dadurch gekennzeichnet,
daß alle Durchlauferhitzer (8, 16, 19) von der gleichen
Pumpe (5) gespeißt werden.
8. Kaffeemaschine nach einem der vorhergehenden An
sprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Durchlauferhitzer vertikal stehend eingebaut
sind.
9. Durchlauferhitzer nach einem der vorhergehenden An
sprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Heizschlange (25) unter Zwischenlage einer
Lötfolie mit der Außenwand des rohrförmigen Durchlauf
erhitzers (8, 16, 19) verlötet ist.
10. Kaffeemaschine nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Heizschlange (25) schraubengangförmig den Durch
lauferhitzer (8, 16, 19) umgibt.
11. Kaffeemaschine nach einem der vorhergehenden An
sprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Heizschlange (25) außen von einer Isolierung
umgeben ist.
12. Kaffeemaschine nach einem der vorhergehenden An
sprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß sich die Heizschlange (24) nur über einen unteren
Teilbereich der Höhe des Durchlauferhitzers (8, 16, 19)
erstreckt.
13. Kaffeemaschine nach einem der vorhergehenden An
sprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Durchlauferhitzer (8, 16, 19) aus jeweils ei
nem kreiszylindrischen Rohr (24) besteht, daß an sei
nem oberen und seinem unteren Ende mit Dichtungsringen
(26) in passende Endkappen (27, 28) eingesteckt ist,
die ihrerseits axial miteinander verspannbar sind.
14. Kaffeemaschine nach einem der vorhergehenden An
sprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Beheizung des Durchlauferhitzers (8) durch
einen Temperaturfühler (30) gesteuert wird, daß die
Heizung jedoch zwangsweise, unabhängig von der aktu
ellen Temperatur für eine vorgegebene Zeitspanne ein
geschaltet wird, sobald Kaffe- oder Teewasser abge
rufen wird.
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ID=6378959
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