-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Kaffeebrühgerät mit einem
Wasserbehälter,
einer Filtervorrichtung, Mitteln zum Erhitzen und Transportieren
von Wasser von dem Wasserbehälter
zu der Filtervorrichtung und mit einer Vorrichtung zum Erzeugen
von Dampf, mit einem Dampfbehälter,
einer Wasserzufuhrleitung zwischen dem Wasserbehälter und dem Dampfbehälter zum
Liefern von kaltem Wasser zu dem Dampfbehälter, mit einer Dampfausgangsleitung
mit einem Dampfventil und mit Mitteln zum Erhitzen des Wassers in
dem Dampfbehälter.
-
Ein
derartiges Kaffeebrühgerät ist aus EP-A-0
797 945 bekannt. In dem genannten Kaffeebrühgerät wird kaltes Wasser aus dem
Wasserbehälter
in einem Durchflusserhitzer erhitzt, wonach das heiße Wasser
eventuelle transportiert wird, und zwar entweder zu der Filtervorrichtung
zum Brühen
von Kaffee oder zu dem Dampfbehälter.
In dem Dampfbehälter
werden Dampf und Wasser getrennt. Der Dampf wird über ein
Rohr einer Dampfdüse
zugeführt.
Das heiße
Wasser fließt
in den Boden des Dampfbehälters
und danach zurück
zu dem Durchflusserhitzer, wo es weiter erhitzt und danach wieder dem
Dampfbehälter
zugeführt
wird. Durch eine Anzahl Verengungen und Rückschlagventile wird ein Wasserumlauf
erhalten, damit das Wasser in dem Dampfbehälter möglichst heiß gemacht wird und in dem Dampfbehälter ein
Druck aufgebaut wird. Die Verengungen begrenzen den Wasserfluss
zu dem Durchflusserhitzer derart, dass nach gewisser Zeit im Wesentlichen
die ganze dem Durchflusserhitzer zugeführte Wassermenge als Dampf
zu dem Dampfbehälter.
-
Zum
Erhalten einer Tasse Cappuccino ist es erforderlich, dass man über genügend Dampf
verfügen
kann um die Milch möglichst
schnell, nachdem der normale Kaffee gemacht worden ist, aufschäumen zu
können.
In Espressomaschinen ist dieser Dampf unmittelbar verfügbar. Espressomaschinen sind
aber relativ aufwendige Kaffeebrühmaschinen. Das
oben beschriebene Gerät
ist ein Beispiel eines Kaffeebrühgeräts, mit
dem normaler Kaffee gebrüht werden
kann, der danach mit Hilfe aufgeschäumter Milch in Cappuccino umgewandelt
wird. Der Nachteil dieses bekannten Geräts ist, dass es einige Zeit
dauert, bevor Dampf verfügbar
ist, mit dessen Hilfe Milch aufgeschäumt werden kann.
-
Es
ist nun u. a. eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, dass der
Dampf zum Aufschäumen der
Milch möglichst
bald nachdem der Kaffee gemacht worden ist, verfügbar ist.
-
Dazu
weist das Kaffeebrühgerät nach der vorliegenden
Erfindung das Kennzeichen auf, dass der Dampfbehälter einen geschlossenen Dampfkessel
aufweist mit einem Heizelement und wobei ein Entlüftungsventil
vorgesehen ist zum automatischen Entlüften des Dampfkessels, wenn
der Wasserbehälter
mit kaltem Wasser gefüllt
wird.
-
Mit
Hilfe eines Dampfkessel mit einem Heizelement für sich kann viel schneller
Dampf erzeugt werden als mit Hilfe der Konstruktion nach EP-A-0 797
945. Wenn das Kaffeebrühgerät eingeschaltet wird,
wird auch das Heizelement für
den Dampfkessel eingeschaltet. Wenn eine Kanne Kaffee gemacht worden
ist, ist der Kessel ebenfalls bereit, Dampf zu liefern. Durch die
Entlüftungsmöglichkeit
des Kessels wird der Kessel automatisch mit Wasser gefüllt, wenn der
Wasserbehälter
mit kaltem Wasser nachgefüllt wird.
Dies bedeutet, dass unmittelbar nachdem eine Kanne Kaffee gemacht
worden ist, eine weitere Kanne Kaffee gemacht werden kann, indem
der Wasserbehälter
mit kaltem Wasser gefüllt
wird, wobei der Kessel automatisch entlüftet wird und daraufhin mit Wasser
gefüllt
wird, wodurch wieder sofort nachdem der Kaffee gemacht worden ist,
Dampf verfügbar
ist.
-
Eine
bevorzugte Ausführungsform
weist das Kennzeichen auf, dass der Dampfkessel mit einem Temperatursensor
versehen ist und das Entlüftungsventil
auf den Sensor reagiert, wobei dieser Sensor einerseits mit dem
Dampfkessel thermisch gekuppelt ist und andererseits in der Nähe einer
Kaltwasserzuführungsleitung
des Kessels vorgesehen ist, damit mit der Kaltwasserzuführungsleitung
thermischer Kontakt gemacht wird. Wenn das Heizelement für den Kessel
mit Energie versehen wird, werden die Gehäuseteile des Kessels heiß. Da der
Sensor mit dem Gehäuse
des Kessels in thermischem Kontakt ist, reagiert der Sensor darauf
und das Entlüftungsventil
wird geschlossen. Die Temperatur des Wassers in dem Kessel steigt
an und beim Siedepunkt steht der Kessel unter Druck, wodurch Dampf
erzeugt werden kann. Dadurch, dass der Sensor nahe bei oder in der
Kaltwasserleitung des Kessels vorgesehen wird, wird der Sensor sofort
auf das Einfließen kalten
Wassers reagieren, wodurch das Entlüftungsventil sich öffnet. Daraufhin
wird der Kessel mit Wasser gefüllt.
Nachdem das Einfließen
von Wasser in den Kessel beendet ist, steigt die Temperatur der
Teile des Kessels wieder und folglich steigt auch die Temperatur
des Sensors, wodurch das Entlüftungsventil
geschlossen wird.
-
Vorzugsweise
ist der Sensor eine Feder aus Gedächtnis-Metall mit einem Stellglied,
wobei diese Feder sich in der Kaltwasserleitung des Kessels befindet.
Ein Gedächtnis-Metall
reagiert sehr schnell auf eine Temperaturänderung, wodurch insbesondere
das Entlüftungsventil
sich schnell öffnet,
wodurch es ermöglicht
wird, dass der Kessel schnell entlüftet wird. Es dürfte aber
einleuchten, dass andere Temperatursensoren ebenfalls möglich sind.
-
Weitere
Ausführungsformen
sind in den Patentansprüchen
und in der nachfolgenden Beschreibung anhand der Figur definiert.
-
Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im vorliegenden
Fall näher
beschrieben. Es zeigen:
-
1 eine
schematische Darstellung eines Kaffeebrühgeräts mit einem Dampfkessel,
-
2 einen
detaillierten Schnitt durch den Dampfkessel nach 1.
-
Das
Kaffeebrühgerät, wie dies
in 1 schematisch dargestellt ist, umfasst einen Wasserbehälter 1,
der mit kaltem Wasser gefüllt
werden kann, eine Filtervorrichtung 2, eine Leitung 3 zwischen
dem Wasserbehälter
und der Filtervorrichtung, ein Heizelement 4 zum Erhitzen
des Wassers in der Leitung 3 und zum Transportieren desselben
zu der Filtervorrichtung, ein Gefäß oder eine Kanne 5 zum
Empfangen der aus der Filtervorrichtung fließenden Kaffeebrühe. Die
Leitung 3 umfasst ein Rückschlagventil 6, das
vermeidet, dass das Wasser zu dem Wasserbehälter 1 zurückgedrängt wird,
wenn es erhitzt ist, wodurch das heiße Wasser nur zu der Filtervorrichtung 2 fließen kann.
Das vorliegende Gerät
ist ein herkömmliches
Kaffeebrühgerät mit einem
sog. Thermisch arbeitenden Pumpsystem. Zum Zubereiten einer Tasse
Cappuccino soll mit Hilfe von Dampf Milch aufgeschäumt werden.
Dazu hat das Kaffeebrühgerät einen
Dampfkessel 7, der mit Hilfe einer Leitung 8 mit
dem Wasserbehälter 1 verbunden
ist. Das Wasser in dem Wasserbehälter
kann unter dem Einfluss der Schwerkraft zu dem Kessel 7 strömen. Es
ist aber auch möglich,
eine Pumpe zu verwenden. Der Kessel hat ein separates Heizelement 9 um
das Wasser in dem Kessel schnell auf den Siedepunkt zu bringen. Der
in dem Kessel erzeugte Dampf kann über eine Dampfausgangsleitung 10 mit
einem Dampfventil 11 in die Milch geblasen werden, wodurch
die Milch aufgeschäumt
wird. Der Kessel hat ein Entlüftungsventil 12,
damit der Kessel mit Wasser gefüllt
werden kann.
-
Der
in 2 dargestellte Dampfkessel 7 umfasst
einen Wasserbehälter 13 mit
einem darüber
liegenden Dampfdom 14. Eine Kupplung 15 oben auf dem
Dampfdom hat eine Kaltwasserzufuhrleitung 16, deren Eingang
mit der Leitung 8 verbunden ist, die mit dem Wasserbehälter 1 verbunden
ist. Ein vertikaler Teil 17 der Zufuhrleitung mündet in
den Wasserbehälter 13.
Das Heizelement 9 liegt um den Wasserbehälter 13 herum.
Es ist aber auch möglich,
andere Heizmittel zu verwenden. Die Dampfausgangsleitung 10 ist
mit dem Dampfdom 14 verbunden. Eine Ausgangsöffnung 18 der
Kaltwasserleitung 16 kann mit Hilfe eines Abschlussventils 19 geschlossen
werden. Dieses Abschlussventil wird durch einen Schwimmer 20 mit
einer abschlussplatte 21 gebildet. Der Schwimmer trägt einen
zentralen Stift 22, der in den vertikalen Teil 17 der
Zufuhrleitung hineinragt. Wenn der Wasserpegel in dem Wasserbehälter 13 gesunken
ist, ruht der Schwimmer auf rändern 24 in
dem Wasserbehälter,
während
der Stift 22 sich nach wie vor in dem Teil 17 befindet.
Der Stift 22 hat Ausnehmungen 23, wodurch es ermöglicht wird,
dass Wasser in den Wasserbehälter
strömt.
In dem oberen Teil des Dampfdoms 14 befindet sich das Entlüftungsventil 12,
das eine Membran 25 hat, mit deren Hilfe eine Entlüftungsöffnung 26 des
Dampfdoms geschlossen oder offen gelassen werden kann. Wenn die
Membran die Entlüftungsöffnung nicht
abschließt, kommuniziert
diese Öffnung über eine
Leitung 27 mit der Atmosphäre. Der Dampfkessel hat weiterhin
einen Temperatursensor 28, der das Öffnen und Schließen des
Entlüftungsventils 12 steuert.
Dazu trägt
die Membran 25 des Entlüftungsventils
ein Stellglied in Form eines Stiftes 29 und der Temperatursensor 28 wird
durch eine Feder aus Gedächtnis-Metall
gebildet, die um den Stift vorgesehen ist. Die Gedächtnis-Feder 28 und
der Stift 29 sind in der Kaltwasserzufuhrleitung 16 vorgesehen.
Die Gedächtnis-Feder 28 liegt
zwischen einer Wand 30 der Zufuhrleitung und einem Rand 31 des
Stiftes eingeschlossen. Der Stift und die Feder lassen die Leitung derart
offen, dass ein entsprechender Zufluss von Wasser in den Wasserbehälter 13 gewährleistet
ist. Ein Endteil 32 des Stiftes 29, wobei dieser
Endteil der Membran 25 zugewandt ist, erstreckt sich durch
eine Öffnung 33 der
Wand 30 der Zufuhrleitung hinter der Fassung 15 hindurch.
Die Öffnung 33 ist
mit einer Membran 34 bedeckt, wobei der Endteil 32 des
Stiftes an der Unterseite der Membran 34 anliegt. Die Oberseite
der Membran kontaktiert einen Schalter 35, der das Ein-
und Abschalten des Heizelementes 9 steuert. Der Kessel
umfasst weiterhin eine zweite Entlüftungsleitung 36 mit
einer Entlüftungsöffnung 37,
die durch das Abschlussventil 19 gleichzeitig mit der Eingangsöffnung 18 der
Kaltwasserzufuhrleitung ge öffnet
oder geschlossen wird. Die Kaltwasserzufuhrleitung 16 hat
weiterhin einen engen Durchgang 38, der in die zweite Entlüftungsleitung 36 mündet und
auf diese Weise mit der Atmosphäre
in offener Verbindung steht. Gesehen in der Strömungsrichtung des Wassers befindet
sich der enge Durchgang stromabwärts
von dem Temperatursensor 28.
-
Das
Kaffeebrühgerät mit dem
Dampfkessel funktioniert wie folgt. Der Wasserbehälter 1 wird
mit kaltem Wasser gefüllt.
Das Wasser fließt
in die Leitung 3 zu dem Heizelement 4 und der
Filtervorrichtung 2 und in die Leitung 8 zu dem
Dampfkessel 7. Der Wasserbehälter 13 wird über die
Zufuhrleitung 16 in der Fassung 15 des Kessels
mit Wasser gefüllt. Das
Abschließventil 19 ist
offen. Beim Füllen
kann Luft über
die zweite Entlüftungsleitung 36 entweichen.
Luft kann auch über
das Entlüftungsventil 12 entweichen.
Wenn der Wasserbehälter
voll ist, schließt
der Schwimmer 20 die Ausgangsöffnung 18 der Zufuhrleitung
ab und die Wasserzufuhr zu dem Kessel stoppt. Dieser Prozess erfolgt
ziemlich schnell nachdem der Wasserbehälter gefüllt ist. Nun wird zunächst auf
durchaus bekannte Art und Weise normaler Kaffee gemacht. Das Heizelement 4 zum Zubereiten
von Kaffee und das Heizelement 9 des Kessels werden mit
Energie versehen. Während
des Kaffeezubereitungsprozesses wird der Kessel auch erhitzt. Wenn
der Kaffeezubereitungsprozess beendet ist, ist der Kessel auch fertig
zum Erzeugen von Dampf zum Aufschäumen der Milch. Da der Kessel erhitzt
wird, werden alle Teile des Kessels, d.h. auch der Dampfdom 14 und
die Fassung 15, durch Wärmeleitung
erhitzt. Die Gedächtnis-Feder 28 und
der Stift 29 werden auch warm. Die Gedächtnis-Feder expandiert und
drückt
den Stift 29 nach unten gegen die Membran 25 des
Abschließventils 12.
Dadurch schließt
die Membran 25 die Entlüftungsöffnung 26 und
der Kessel wird völlig
geschlossen. Die Temperatur und der Druck in dem Kessel steigen.
Dadurch werden die Ausgangsöffnung 18 und
die Entlüftungsöffnung 37 durch
das Abschließventil 19 auf
effektive Art und Weise geschlossen. Die Abdichtung wird umso effektiver
je höher
der Druck steigt. Die Temperatur der Gehäuseteile des Kessels steigt
auch, wodurch die auf die Membran 25 durch die Gedächtnis-Feder 28 über den
Stift 29 ausgeübte
Kraft ebenfalls steigt. Auf diese Weise wird die Entlüftungsöffnung 26 noch
besser abgeschlossen. In dieser Situation soll die über die
Gedächtnis-Feder
auf die Membran ausgeübte
Kraft größer sein
als der Dampfdruck. Wenn das Wasser in dem Kessel zu kochen anfängt, kann
der erzeugte Dampf über
eine Dampfdüse 39 in
der das Dampfventil 11 geöffnet ist, in eine Tasse mit
Milch geblasen werden, wodurch die Milch aufgeschäumt wird.
Temperatursteuermittel 40, 41 erhalten die richtige
Temperatur des Kessels aufrecht. Wenn eine folgende Tasse Kaffee
nicht unmittelbar gemacht wird, kann das Kaffeebrühgerät abgeschaltet
werden oder es wird automatisch abgeschaltet. Der Kessel kühlt langsam
ab, der Dampf kondensiert und nach einer gewissen Zeit wird der
Druck wieder entsprechend dem atmosphärischen Druck. Der Schwimmer 20 sinkt
auf die Ränder 24,
wodurch der Kessel automatisch gefüllt wird, wenn der Wasserbehälter wieder
gefüllt
wird.
-
Wenn
aber sofort eine weitere Tasse Kaffee gemacht wird, nachdem eine
Kanne Kaffee gemacht worden ist, und wenn danach Dampf verwendet
wird zum Aufschäumen
der Milch, ist der Kessel noch unter Druck, wodurch das Abschließventil 19 nach
wie vor geschlossen ist. Das Füllen
des Kessels mit Wasser wäre
dann unmöglich.
Nachdem aber der Wasserbehälter
mit kaltem Wasser gefüllt
worden ist, ermöglicht
der enge Durchgang 38 dennoch, dass Wasser durch die Zufuhrleitung 16 strömt. Ein
kleiner Wasserstrom genügt
bereits zum Kühlen
der Gedächtnis-Feder 28,
wodurch der Stift 29 und dadurch die Membran 25 nach
oben bewegt werden. Die Entlüftungsöffnung 26 wird
freigegeben und der Dampf kann durch die Entlüftungsöffnung 27 aus dem
Kessel entweichen, wodurch der Kessel Druck verliert. Das Abschließventil 19 wird
nach unten bewegt und öffnet
die Ausgangsöffnung 18 der
Zuführleitung,
wodurch der Kessel wieder mit Wasser gefüllt wird. Auf diese Weise ermöglicht dieses
System es, dass eine weitere Kanne Kaffee zubereitet werden kann
und auch, dass unmittelbar nachdem eine Kanne Kaffee zubereitet
worden ist, Dampf verfügbar
ist, wobei Gebrauch gemacht wird von Dampf zum Aufschäumen von
Milch zum Zubereiten einer Tasse Cappuccino.
-
Das
Heizelement 9 des Kessels kann während der Entlüftung nach
wie mit Energie versehen werden. Die Einströmung von Kaltwasser schafft
genügend
Abkühlung
des Sensors. Gewünschtenfalls kann
das Heizelement 9 abgeschaltet werden, sobald die Entlüftung stattfindet.
Dazu aktiviert der Stift 29 den Schalter 35 über die
Membran 34, wodurch das Heizelement 9 des Kessels
abgeschaltet wird.
-
Solange
der Wasserbehälter 1 noch
nicht leer ist, wird etwas Wasser durch den engen Durchgang 38 strömen. Dies
passiert sogar wenn der Kessel mit Wasser gefüllt wird und das Abschließventil 19 geschlossen
ist. Dieses Wasser wird automatisch verdampft, und zwar wegen des
heißen
Kessels und hat keinen Einfluss auf den Sensor.
-
Das
Wasser, das durch den engen Durchgang 38 strömt, wird
in der Entlüftungsleitung 36 angesammelt.
Dies hat den Vorteil, dass sobald der Kessel entlüftet worden ist
und das Abschließventil 19 geöffnet wird,
dieses Wasser in den Wasserbehälter 13 strömt. Das
Wasser aber, das durch den Durchgang 38 strömt, kann
auch auf eine andere Art und Weise gesammelt werden, beispielsweise
in einem Sammelbehälter.
-
Die
Entlüftungsleitung 27 kann über eine
Leitung 42 mit der Dampfausgangsleitung 10 verbunden werden.
Die Verbindung soll dann aber stromabwärts von dem Dampfventil 11 liegen.
Die Dampfausgangsleitung 10 umfasst weiterhin ein Sicherheitsventil stromaufwärts von
dem Dampfventil 11.
-
Zum
Zubereiten normalen Kaffees ist es auf alternative Weise auch möglich, dass
eine motorbetriebene Pumpe 3 statt eines thermischen Systems vorgesehen
wird, damit der Filtervorrichtung Wasser zugeführt wird.