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Die vorliegende Erfindung betrifft
einen Schnellwassererhitzer für
Druckespressomaschinen.
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Bei diesem Typ von Kaffeemaschine
wird das Wasser aus einem Behälter
gepumpt, es strömt in
einen Austauscher, wo es erhitzt wird, dann wird es gegebenenfalls über einen
Verteiler durch einen Filter gezwungen, der das Mahlgut enthält, aus
dem es die Aromen extrahiert. Je nach der Verdichtung des Typs des
verwendeten Mahlguts steigt der Druck mehr oder weniger an, der
im Falle der Blockierung das Maximum der Pumpe erreichen kann, die
dann eine Nullmenge abgibt. Auch die zahlreichen Verbindungen und
Dichtungen zwischen der Pumpe und dem Filter müssen starke Kräfte aushalten
und sehr gepflegt werden.
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Der Austauscher nimmt meistens die
Wärme eines
Heizrohr auf. Die Wärme
wird zu dem Wasser entlang von parallelen, angrenzenden Kanälen übertragen,
die ziemlich lang sind und aus Herstellungsgründen von einer Dichtungsebene
geschnitten werden, wo der Druck ausgeübt wird. Deshalb ist der Austauscher
ein solides, gedrungenes und ziemlich massives Teil, das zu ziemlich
langen Heizzeiten führt,
die zwar akzeptiert werden, aber deshalb nicht weniger störend sind.
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Damit der Körper des Austauschers natürlich dem
Druck widerstehen kann, und um für
einen guten Wärmeaustausch
zu sorgen, ist es wünschenswert, daß der Körper des
Austauschers aus einem einzigen Block besteht, ohne daß eine Dichtungsebene die
Kanäle
zum Heizen des Wassers durchsetzt. Die Patentschrift FR 2180851
beschreibt solche Austauscher, in welchen der Heizkörper ein
einstückiges Profilteil
ist, das aus einem Rohr besteht, welches das Wasser befördert und
an ein Heizrohr angebaut ist, wobei die zwei Rohre in thermischer
Beziehung stehen. Eine in dieser Patentschrift genannte Version zeigt
das Wasserrohr, welches das Heizrohr umgibt, womit der Wärmeaustausch
gefördert
wird.
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Indessen sind die Wassereingangs-
und -ausgangsverbindungen eines solchen Austauschers mit den anderen
Organen der Vorrichtung schwierig, denn sie benötigen eine doppelte Dichtigkeit:
nahe bei dem zentralen Heizrohr und am Umfang des Wasserrohrs. Insbesondere
ist die Verwendung von Gummischläuchen
oder Ansätzen
für den
Wassereingang und -ausgang schwierig, wie sie beispielsweise in
der Patentschrift DE2942523 beschrieben sein können, und die im übrigen sperrig
sind und Quellen für
Leckagen bilden.
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Die Patentschrift DE2942523 lehrt
einen Vor- und Rückgang
des Wasserkreises entlang des Heizrohrs, der den Wärmeaustausch
fördert,
denn bei gleichem Platzbedarf nimmt die Geschwindigkeit des zu erwärmenden
Wassers zu und ist besser verteilt, und weil die Temperatur des
Austauschers homogener ist. Die Rückkehr des Wassers, das am
Ende des Profilstücks
von einem Kanal zum anderen strömt, wird
durch eine längliche
Schale bewerkstelligt, die nicht sehr bequem herzustellen ist und
ferner eine Bohrbearbeitung des Endes des Profilteils erfordert. Außerdem ergibt
sich aus der Lektüre
dieses Dokuments, daß die
Anwendung auf mehrere Kanäle
um das Rohr mehrere längliche
Schalen, die dann gekrümmt
sind, und komplexe Bearbeitungen und demnach erhöhte Kosten und eine verminderte
Zuverlässigkeit
beinhalten würde.
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Die Patentschrift FR2180851 schreibt
vor, daß das
Heizrohr weder eingesetzt noch zusammengebaut ist, sondern in dem
Profilteil realisiert ist. Damit ist die Verwendung von angebauten
Heizrohren ausgeschlossen, die von Herstellern vertrieben werden,
die in der ökonomischen
Realisierung dieser Bauteile spezialisiert sind.
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Die Patentschriften DE2942523 und DE3112651
veranschaulichen ein oder mehrere elektrische Heizrohre, die in
eine offene Längsumfangsnut
des Profilteils eingesetzt und gebördelt sind. Aber diese Dokumente
verschleiern die möglichen Schwierigkeiten
einer Anordnung und einer Befestigung im Zentrum eines Profilteils,
insbesondere was die Art des Einfügens eines Verbindungselements angeht.
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Im folgenden ist mit Heizkörper eine
Untereinheit mit einem Heizelement, einem Wärmetauscher mit dem zu erwärmenden
Wasser und den Teilen zum Anschluß des Austauschers an den Rest
des Geräts
bezeichnet. Unter Kanal ist eine Leitung mit geschlossenem Querschnitt
zu verstehen, die ein Rohr zum Leiten von Wasser bildet.
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Der Gegenstand der folgenden Erfindung
ist ein Heizkörper
für eine
Druckkaffeemaschine, der kompakt, kostengünstig, zuverlässiger ist,
da die Anzahl von Zwischenteilen und die Anzahl der Dichtungen reduziert
ist, und der bessere Wärmetauschvorgänge aufweist,
um gut die Ausgangstemperatur des Wassers und die Verkalkung zu
meistern.
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Die Aufgabe der Erfindung ist gelöst durch einen
Heizkörper
innerhalb eines Hydraulikkreises für eine Espressomaschine mit
einem Längsheizelement,
einem Wasserkreis, der ein extrudiertes Profilteil aufweist, das
mehrere angrenzende, parallele Kanäle in thermischer Beziehung
mit dem Heizelement bildet, da die Kanäle um die mittlere Längsachse
des Profilteils koaxial zu derjenigen des Heizelements verteilt
sind, und da jedes Ende des Profilteils durch einen Flansch geschlossen
ist, wobei die Innenseite jedes Flansches Bahnen aufweist, um die Kanäle untereinander
zu verbinden, und den Eintritt und den Austritt von Wasser in das
Profilteil gewährleistet,
und da wenigstens einer der Flansche ein weiteres Organ des Hydraulikkreises
wie den Körper
eines Verteilers oder eine Pumpe der Kaffemaschine aufweist oder
hält, das
er wenigstens mit einem der Kanäle
des Profilteils verbindet.
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Diese Anordnung ermöglicht die
Minimierung der Anzahl der Dichtungen und der erforderlichen Teile
für den
Heizkörper
und die Kaffeemaschine, da die als Flansche dienenden Teile genau
Verbindungs- und Körper-
oder Stützfunktionen
für Bauteile
des Wasserkreises der Kaffeemaschine haben. Weil das Profilteil
vertikal ist, kann beispielsweise der untere Flansch den Ausgang
der Pumpe mit einem der Kanäle
verbinden, wobei er gleichzeitig die Pumpe für einen Teil ihres Gewichts
stützt.
Durch in dem Flansch vorgesehene Bahnen können verschiedene Kanäle über ihr
Ende miteinander verbunden werden. Durch die Verwendung eines extrudierten
Profilteils, bevorzugt aus Aluminium, können leicht die Wasserkanäle erhalten
werden, sie können
in der Nähe
des Heizelements verteilt werden, wobei die Metallmassen optimiert
sind, und es kann eine thermische Verbindung zwischen den Kanälen und
mit dem Heizelement gewährleistet
werden. Diese Verbindung ist günstig
für die
Homogenisierung der Temperaturen in einem Abschnitt des Austauschers,
wodurch die Positionierung eines Temperaturregelsensors weniger
kritisch ist.
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Bevorzugt weist der Wasserkreis in
dem Profilteil wenigstens einen Kanal, wo das zu erwärmende Wasser
in der Nähe
des Heizelements von einem ersten Ende zu einem zweiten Ende strömt, und
wenigstens einen Kanal auf, wo das Wasser umgekehrt von einem zweiten
Ende zu einem ersten Ende strömt,
wobei die beiden Kanäle
durch die Bahn eines Flansches mit einem der Enden verbunden sind.
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Bevorzugt liegen die Kanäle, wo das
Wasser in entgegengesetzter Richtung strömt, nebeneinander.
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Durch die Nähe der Kanäle ist ein Wärmeaustausch
zwischen ihnen möglich,
wodurch die Temperaturen des Austauschers zwischen den beiden Enden
gemittelt werden. Damit ist die Positionierung des Regelungssensors
vereinfacht, und man vermeidet Überhitzungen
des Wassers, welche lokalisierte Verkalkungen hervorrufen könnten.
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Bevorzugt liegen die Bahnen der Flansche, die
die Enden der Kanäle
des Profilteils verbinden, in einem Kreisbogen, der an der Mittelebene
des Profilteils zentriert ist.
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Durch diese Anordnung ist ermöglicht,
daß wenigstens
zwei angrenzende Kanäle
des Profilteils bequem verbunden werden können und gegebenenfalls mit
einer Änderung
der Ablaufrichtung in dem Profilteil hydraulisch in Reihe geschaltet
werden können.
Dadurch ist auch möglich,
daß die
Enden eines oder mehrerer Kanäle
des Profilteils verbunden werden und der Wasserdurchsatz gesammelt
oder verteilt wird.
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Die Flansche weisen bevorzugt eine
ebene Bodenfläche
auf, und die Bahnen sind von einer vorspringenden Rippe dieser Fläche umgeben,
welche eine Dichtung hält,
die einerseits auf die ebene Fläche
und andererseits auf das Ende des Profilteils drückt.
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Als Alternative sind die Bahnen in
der Dicke eines Flansches ausgehend von einer ebenen inneren Fläche vorgesehen.
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Gegebenenfalls weist die Dichtung
zwei Teile auf, das eine gewährleistet
die Dichtigkeit zwischen den Bahnen und dem Zentrum des Teils, das andere
gewährleistet
die Dichtigkeit zwischen den Bahnen und außerhalb. Die Dichtigkeit von
einer Bahn des Flansches zur anderen ist dann nur durch die Plattierung
der Rippen gewährleistet,
welche die Bahnen des Flansches am Ende des Profilteils umgeben,
was zulässig
ist, denn ein mögliches
Leck zwischen den Bahnen würde
gegenüber
dem Hauptdurchsatz gering bleiben und hätte keine Konsequenzen.
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Die Flansche sind bevorzugt an dem
Ende des Profilteils durch Klammern oder Schrauben eingespannt,
die in extrudieren Löchern
oder Durchgängen
des Profilteils aufgenommen sind.
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Insbesondere können selbstschneidende Schrauben
verwendet werden, die in dem Ende oder den Enden von Längsdurchgängen des
Profilteils befestigt werden. Das Ende des Profilteils kann flach bleiben
und kann gegebenenfalls nach einem gepflegten Schnitt unbearbeitet
sein. Es besteht keine Veranlassung, Bohrungen noch irgendeine Bearbeitung
des Profilteils vorzusehen, um die Befestigung der Endflansche zu
gewährleisten.
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Bevorzugt weist das Profilteil eine
extrudierte äußere Rippe
oder eine zu einer Rippe komplementäre äußere Form aufweist, an welcher
weitere Elemente der Kaffeemaschine befestigt sind.
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Dieses Merkmal ermöglicht,
Elemente der Kaffeemaschine in der Nähe des Heizkörpers bequem
zu befestigen, z. B. die Pumpe und/oder den Filterhalter, und gegebenenfalls
den Heizkörper
in der Kaffeemaschine zu befestigen.
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Bevorzugt weist einer der Flansche
den Körper
eines Verteilers auf, der den Wasserkreis mit der Verwendung oder
dem Entlüften
verbindet.
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Die Verwendung ist meist der Filterhalter
und der Filter, der das Mahlgut enthält. So hat man eine minimale
Anzahl von Teilen und Dichtungen und kann eine sehr kompakte Untereinheit
realisieren.
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Bevorzugt verbindet der innere Flansch
den Wasserausgang der Pumpe mit den Wasserkanälen des Profilteils.
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So vermeidet man jeden Zwischengummischlauch,
und die Anzahl der zu gewährleistenden Dichtigkeiten
ist begrenzt, wobei man gleichzeitig eine sehr kompakte Einheit
hat.
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Bei einer Version weist das Profilteil
einen Kanal mit geschlossenem Querschnitt auf, der bezüglich des
Heizelements exzentrisch ist und von kaltem Wasser durchströmt wird,
das während
seines Durchgangs gering oder nicht erwärmt wird.
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Wenn beispielsweise die Kaffeemaschine am
oberen Teil einen hydraulischen Zylinder zum Zusammendrücken des
Mahlguts aufweist, kann dieser Kolben leicht durch das Wasser der
Pumpe versorgt werden, die am unteren Teil der Kaffeemaschine liegt,
ohne daß dieses
Wasser unnütz
wieder erwärmt
wird, und ohne daß eine
zusätzliche
Leitung erforderlich ist.
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Weil das Wasser gegenüber dem
Heizelement nicht im Zentrum strömt,
ist vermieden, daß es zu
stark erwärmt
wird, ehe es den Zylinder erreicht. Das Wasser wird in dem Verteiler
zu dem Zylinder oder der Entlüftung
geleitet, ohne daß weitere
Bauteile hinzugefügt
sind.
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Das Heizelement ist bevorzugt ein
elektrisches Heizrohr, das in einer Aufnahme zusammengefügt ist,
die an der Mittelachse des Profilteils angeordnet ist, wobei jeder
Flansch eine Eingangsöffnung für das entsprechende
Ende des Heizrohrs aufweist.
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So kann man ein im Handel erhältliches
Bauteil verwenden. Die thermische Verbindung mit den um die Achse
verteilten Kanälen
ist unter den besten Abstandsbedingungen gewährleistet, d. h. nächstmöglich.
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Bevorzugt ist das Heizrohr an das
Profilteil gelötet.
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Mögliche
Spiele zwischen dem Heizrohr und dem Profilteil sind aufgehoben,
und die thermische Verbindung ist perfekt gewährleistet. Obwohl man einen
Kleber oder ein thermisches Fett oder ein Harz verwenden könnte, hat
die Lötung
den Vorteil, daß eine
solidere und zuverlässigere,
also eine verläßlichere
Befestigung möglich
ist.
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Bei einer Version ist das Heizrohr
in einem zentralen Durchgang des Profilteils aufgenommen, der über die
Länge des
Profilteils teilweise offen ist.
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Der Querschnitt des Durchgangs in
dem Profilteil ist auf denjenigen des Rohrs eingestellt, und die Öffnung oder
der Schlitz ermöglicht,
das Lot einzubringen, damit es während
des Zusammenfügens
im Ofen um das Rohr fließt.
Die Lotmenge reicht bevorzugt aus, um die Öffnung teilweise zu verstopfen.
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Bei einer weiteren Version ist der
Querschnitt des das Heizelement enthaltenden Durchgangs geschlossen
und weist wenigstens eine Zelle auf, die die Einführung eines
Lötdrahts
bei der Herstellung ermöglicht.
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Der Zusammenbau läßt sich sehr einfach durchführen: es
müssen
lediglich das Heizelement und der Lötdraht in ihre Aufnahmen eingeführt werden
und das Ganze auf die Löttemperatur
gebracht werden.
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Bei einer anderen Version ist das
Heizelement eine dicke oder dünne
elektrisch resistive Schicht, die am Umfang und entlang des Profilteils auf
eine elektrisch isolierende Schicht aufgebracht ist.
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Die Kanäle des Profilteils können aus
mehreren Durchgängen
gebildet sein, die wenigstens an einem Teil des Heizkreises hydraulisch
parallel sind.
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Dadurch lassen sich Hin- und Herströmungen realisieren,
indem das Wasser ganz um die Achse des Profilteils verteilt wird,
selbst wenn das Profilteil nicht eine Anzahl von Durchgängen aufweist, die
strikt mit der Anzahl von Hin- und Herströmungen des Wassers kompatibel
ist.
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Der Heizkörper weist einen Thermostat
oder einen Temperatursensor auf, um seine Regelung zu gewährleisten.
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Die Erfindung wird durch die folgenden
detaillierten Ausführungsbeispiele
und die beigefügten Zeichnungen
veranschaulicht.
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1 ist
eine Gesamtseitenansicht eines Heizkörpers für eine Kaffeemaschine mit den
Organen wie einer Pumpe, einem Zylinder einem Filterträger und
einem Filter, die daran angebracht sind;
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2 ist
eine Ansicht des Profilteils mit einem gelöteten rohrförmigen Heizelement, das einen Schlitz
zum Einführen
des Lots aufweist;
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3 ist
eine Ansicht eines Profilteils mit einem gelöteten rohrförmigen Heizelement, wo das
Lot in Zellen eingeführt
ist;
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4 ist
eine Ansicht eines Profilteils mit einem Heizelement als resistiver
Schicht;
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5 ist
eine Draufsicht des unteren Flansches; und
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6 ist
eine Seitenschnittansicht des oberen Flansches und der Teile des
Verteilers, zu dem er gehört.
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Bei einer bevorzugten Ausführung, die
in 1 veranschaulicht
ist, weist die Kaffeemaschine einen Heizkörper auf, der aus einem vertikalen
Profilteil 1 aus extrudiertem Aluminium besteht, das an seinem
oberen Ende durch einen Flansch 2 und an seinem unteren
Ende durch einen Flansch 3 verschlossen ist. Ein rohrförmiges Heizelement 110 ist im
Zentrum des Profilteils 1 angeordnet.
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Das Kaffeemahlgut befindet sich in
einem Filter, dessen Filterhalter 6 von einem Teil 5 gehalten wird,
das seinerseits an dem Körper
eines Zylinders 4 zum Verdichten des Mahlguts befestigt
ist, der eine Stanzfläche 8 aufweist,
wobei der Zylinder 4 einerseits gegen den Verteilerflansch 2 und
andererseits durch die Stanzfläche 8 an
dem Profilteil 1 befestigt ist. Der Ausgang einer Pumpe 7 ist
in den unteren Flansch 3 eingesetzt.
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Das extrudierte Profilteil 1,
das, wie in 2 dargestellt,
hauptsächlich
zylinderförmig
ist, weist an seiner Achse einen Durchgang 109 auf, der
das Heizrohr 110 aufnimmt. Ein Längsschlitz 111 öffnet teilweise
den Durchgang 109. Dieser Schlitz empfängt bei der Herstellung das
Lot, das beim Schmelzen das Rohr umgibt und seine thermische Verbindung
mit dem Profilteil gewährleistet.
Die Menge des Lots reicht bevorzugt aus, um den Schlitz 111 teilweise
zu füllen
und seine zwei Ränder
zu verbinden.
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Bei einer weiteren Version, die in 3 veranschaulicht ist, weist
das extrudierte Profilteil 1 mit hauptsächlich zylindrischer Form an
seiner Achse einen Durchgang 109 auf, der das Heizrohr 110 aufnimmt.
Zellenförmige
Durchgänge 112,
die um den Durchgang 109 verteilt sind und in diesen Durchgang münden, ermöglichen
bei der Herstellung des Heizkörpers
das Einführen
der Drähte
aus Lot, das sich beim Schmelzen in das Spiel verteilt, das zwischen dem
Heizrohr 110 und seinen Durchgang 109 gelassen
ist.
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Bei einer weiteren Version, die in 4 veranschaulicht ist, erhält das extrudierte
Profilteil 1 mit hauptsächlich
zylindrischer Form an jedem äußeren Teil
der zylindrischen Form eine Isolierschicht 120 und über dieser
Isolierschicht eine resistive, leitfähige Schicht 110,
die elektrisch mit jedem Ende verbunden ist. Das derart gebildete,
im wesentlichen zylindrische Heizelement ist den Kanälen nächstliegend
verteilt, wobei es koaxial zu der Mittelachse des extrudierten Profilteils
ist.
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In 2 ist
veranschaulicht, daß das
Profilteil Durchgänge 101–105 mit
geschlossenem Querschnitt aufweist, die um die Mittelachse des Profilteils verteilt
sind, für
den Kreis des zu erwärmenden
Wassers bestimmt sind und so viele Kanäle bilden. Das Wasser tritt über ein
Ende des Durchgangs 101 in der Nähe des Schlitzes 111 ein
und am anderen Ende wieder aus, wobei es entlang des Heizrohrs strömt. Dann
kommt es durch den an den vorhergehenden angrenzenden Durchgang 102 zurück, wobei
es in der entgegengesetzten Richtung strömt, also hin- und herströmt. Dann
gelangt es wiederum in den an den Durchgang 102 angrenzenden
Durchgang 103 usw.
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Die beschriebene Anordnung weist
eine ungerade Anzahl von Wasserdurchgängen auf, wodurch das Wasser
an einem Ende des Profilteils über den
unteren Flansch eintreten und nach dem Durchlauf am anderen Ende
durch den oberen Flansch erwärmt
austreten kann, wobei der gesamte Wasserdurchsatz in jeden Durchgang
oder Kanal strömt.
Bei anderen Versionen kann es, z. B. aus Gründen der Verkalkung, von Vorteil
sein, den Wasserdurchsatz parallel in zwei oder sogar mehreren Durchgängen des
Profilteils strömen
zu lassen. Der Kanal, der den Wasserdurchsatz in einer Richtung
leitet, ist dann durch mehrere Durchgänge des Profilteils gebildet.
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Es kann auch der Fall eines Wasserkessels ins
Auge gefaßt
werden, dessen Eingang und Ausgang in dem gleichen oberen oder unteren
Flansch vorgesehen sind.
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Der in 5 veranschaulichte
untere Flansch 3 weist eine Aufnahme 300 auf,
die den Wasseraustrittsansatz der Pumpe 7 aufnimmt. Das Wasser
dringt in eine Leitung 302 des Flansches durch eine Öffnung 301 ein
und wird zu dem Eingangsende des Durchgangs 101 des Profilteils
gelenkt. Eine Kehle 303 in einem Kreisbogen, der an der
Achse des Profilteils zentriert ist, die an dem Boden des Flansches
durch eine Rippe 304 verwirklicht ist, ermöglicht,
daß das
Wasser derart fließt,
daß es am
Eingang des Kanals 101 verteilt wird. Eine weitere kreisbogenförmige Kehle 306,
die von der Rippe 306 eingefaßt ist, verwirklicht eine Bahn,
damit das Wasser von dem Kanal 102 zu dem Kanal 103 am unteren
Ende des Profilteils strömt.
Eine dritte kreisbogenförmige
Kehle 307 mit ihrer Rippe 308 bildet eine Bahn,
damit das Wasser von dem Kanal 104 zu dem Kanal 105 am
unteren Teil des Profilteils läuft.
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Bevorzugt halten die Rippen 304, 306, 308 eine
flache Dichtung, die auf die Oberfläche 309 des Flansches
und auf das untere Ende des Profilteils 1 gesetzt ist.
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Bei einer weiteren Version umgeben
von zwei kreisförmigen
Dichtungen eine die Einheit der Bahnen 303, 305, 307 und
die andere das Heizelement 110. Die Dichtigkeit zwischen
den Bahnen 303, 305, 307 ist dann einfach
durch das Aufsetzen der Rippen 304, 306, 308 auf
die ebene Endseite des Profilteils 1 gewährleistet.
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Ähnliche
Anordnungen des oberen Flansches 2, der in 6 veranschaulicht ist, leiten das Wasser
von dem Kanal 101 zu dem Kanal 102, von dem Kanal 103 zu
dem Kanal 104 und ermöglichen das
Austreten aus dem Kanal 105 zur Verwendung über eine
Leitung 200.
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Der Flansch 2 bildet den
Körper
eines Verteilers, der eine Scheibe 201 aus elastischem
Material, eine feste Scheibe aus Keramikmaterial 202 und
eine Keramikscheibe 203 aufweist, die von einem Drehschalter 205 angetrieben
wird. Der Flansch hält
auch einen elektrischen Umschalter 204. Die Scheiben 201–203 sind
durchsetzt und weisen Kehlen auf, die je nach der Position des Drehschalters 205 ermöglichen,
das heiße
Wasser aus der Leitung 200 durch die Leitung 206 zu
dem Mahlgut oder zur Entlüftung oder
zu einer Dampfdüse
zu leiten oder den Kreis zu schließen.
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Das extrudierte Profilteil 1 weist
vorteilhaft einen Kanal 106 auf, der bezüglich des
Heizelements 110 exzentrisch ist. Dieser Kanal erhält an seinem unteren
Teil das Wasser der Pumpe 7 über eine Leitung 310 des
unteren Flansches
3. Der obere Flansch 2 gewinnt
dieses Wasser, das aufgrund der exzentrischen Anordnung gering erwärmt ist, über eine
Leitung 207 des Verteilers wieder. In einer Position des
Drehschalters 205 ist der Heißwasserkreis geschlossen und
die Leitung 207 mit einer Füllöffnung des Zylinders 4 verbunden.
In anderen Positionen des Drehschalters 205 ist die Leitung 207 geschlossen
oder auf Entlüftung
gesetzt.
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Das extrudierte Profilteil 1 weist
Durchgänge 107, 108 auf,
deren Querschnitt bei dieser Ausführung geschlossen ist, der
aber genausogut teilweise offen sein kann, um die Extrusionsbedingungen
zu vereinfachen. Diese Durchgänge
nehmen bevorzugt am Ende des Profilteils selbstschneidende Schrauben
wie 9 zur Befestigung der Flansche auf. Diese Durchgänge sind
bevorzugt bezüglich
des Heizelements exzentrisch angeordnet, damit dem Heizkörper kein
Wärmeleitwiderstand
mitgegeben wird.
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Das Profilteil weist eine T-förmige Nut 114 auf,
in welche Organe eingreifen, die den Heizkörper unmittelbar umgeben. Der
Körper
des Zylinders 4 weist insbesondere eine Stanzfläche 8 auf,
von welcher ein T-förmiger
Rand in die Nut 114 eingelassen ist. Die Nut 114 kann
auch zur Befestigung des Heizkörpers
in der Kaffeemaschine verwendet werden.
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Der Heizkörper weist auch einen nicht
dargestellten Thermostat auf, der an der Nut 114 befestigt sein
kann, aber bevorzugt verwendet man einen elektronischen Thermostat,
dessen Sensor in den Spalt 111 eingeführt ist.
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Man sieht, daß diese Anordnung eines Heizkörpers eine
sehr einfache und kompakte Ausführung
ermöglicht,
indem die Anzahl von Dichtungsteilen maximal begrenzt ist, und das
Zusammenfügens der
benachbarten Organe vereinfacht.
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Die Form der Flansche, die a priori
komplex ist, wird tatsächlich
leicht durch Formung von technischem Thermoplastmaterial erhalten.
Insbesondere sei als starrer Nahrungsmittelkunststoff an ein PPS (Phenylenpolysulfon)
erinnert, das von der Firma Philips Petroleum unter der Bezeichnung "BR111" vertrieben wird, oder
als Alternative ein modifiziertes PPO (Polyoxyphenylen), das unter
der Bezeichnung "Noryl
GTX" von der Firma
General Electric vertrieben wird.
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Einer der Gesichtspunkte besteht
insbesondere darin, in den Flanschen rechtwinklige Leitungen vorzusehen,
die durch Stecker realisierbar sind, die an ihrem Ende eingesteckt
werden können.
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Wenn der Heizkörper unter Spannung gesetzt
wird, erwärmt
das Heizelement das extrudierte Profilteil 1 bis zur Einstelltemperatur
des Thermostats. Durch eine Betätigung
des Drehschalters 205 setzt der Benutzer die Pumpe in Betrieb,
wobei er gleichzeitig den Heißwasserkreis
schließt.
Das kalte Wasser läuft
dann über
die Leitung 310 in den unteren Flansch 3, dann
entlang des Profilteils in den Kanal 106, wo es nur gering
erwärmt
wird, da das Heizelement 110 zu weit entfernt ist, um die
Wärmeleistung
beizubringen. Dann läuft
das Wasser in dem Verteilerflansch 2 in die Leitung 207 und
wird zu dem Kolben 4 geleitet, wo es das Mahlgut komprimiert.
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Am Ende der Kompression kann der
Verteiler betätigt
werden, um den Zylinderkreis zu schließen und den Durchgang des Wassers
von der Pumpe 7 aus durch die Leitung 302 des
unteren Flansches und durch die Kanäle 101–104 des
Profilteils öffnen, wo
es erwärmt
wird. Weil das Wasser um das Heizelement verteilt wird und entlang
dieses Elements hin- und herströmt,
mit Wärmeaustausch
zwischen den Kanälen,
ist die Temperatur des Profilteils zwar nicht ganz homogen, bleibt
aber deutlich gleichförmiger als
bei anderen Anordnungen. Darüber
hinaus erlaubt die gewählte
Anordnung eine große
Austauschfläche
mit dem Wasser und eine homogene Geschwindigkeit des Wassers entlang
der Austauschflächen,
wodurch der Abstand zwischen der Temperatur des Profilteils und
der Verwendungstemperatur des Wassers verringert ist. Die Anordnung
des Thermostatsensors hängt
weniger von dem Wasserdurchsatz ab; dies ist damit weniger diffizil.
Der Kalk im Wasser setzt sich nicht in Zonen mit begrenzten Abmessungen
ab und der Heizkörper
hat eine längere
Lebensdauer. Nach der Erwärmung
durchquert das Wasser die Leitung 200 des oberen Flansches 2,
um zur Verwendung geleitet zu werden.
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Am Ende der Verwendung stoppt der
Benutzer, der den Drehschalter 205 betätigt, die Pumpe 7 und
setzt die Heiß-
und Kaltwasserkreise auf Entlüftung.