DE7811283U1 - Kaffeemaschine - Google Patents

Description

Süddeutsche Metallwerke GmbH
Walldorf/Baden

Mp.-Nr. 529/78

Mannhelm, den 12. April 1978
ZFE/P 1, Gö/Hz

Kaffeemaschine

Die Neuerung hat zum Gegenstand eine Kaffeemaschine, die gekennzeichnet ist durch einen Kaltwasserbehälter, einen regelbaren elektrischen Durchlauferhitzer, einen von einer Heizung beheizbaren Heißwasser-Vorratsbehälter, ein mit dem Durchlauferhitzer und dem Heißwasser-Vorratsbehälter in Verbindung stehendes Steigrohr sowie eine im Vorratsbehälter angeordnete Restwasser-Entleerungsvorrichtung zur dosierten Entleerung des Brühwassers aus dem Vorratsbehälter durch eine im Boden des Vorratsbehälters angeordnete Entleerungsöffnung und über eine Verteilerplatte in das Filtergehäuse.

Die heute bekannten Kaffeemaschinen arbeiten vorwiegend nach dem FiIter-Durchlaufverfahren, das darin besteht, daß das in eine in einem Filtergefäß eingelegte Filtertüte eingefüllte Kaffeepulver mit dem aus einem Durchlauferhitzer einlaufenden heißen Brühwasser überbrüht wird, wobei das fertige Kaffeegetränk in dem unter dem Filtergefäß befindlichen Auffanggefäß aufgefangen wird.

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Diese bekannten Kaffeemaschinen sind jedoch mit einem funktionellen Nachteil behaftet: Die Wassertemperatur des anfangs einlaufenden Brühwassers erreicht nicht die zum Kaffeeaufbrühen erforderliche Brühtemperatur von ca« 95 - 98° C, sondern liegt ganz wesentlich darunter und zwar aus folgenden Gründen: Erstens wird das im Steigrohr stehende Kaltwasser beim ersten Wasserausstoß des Durchlauferhitzers noch als Kaltwasser zum Kaffeepulver befördert, zweitens muß das danach in quantitativ geringer Menge zufließende Heißwasser vorerst seine Wärmekapazität an seine kalte Umgebung, nämlich an das Steigrohr, das Filtergefäß, das kalte Kaffeepulver abgeben, so daß die Anfangstemperatur der Kaffeepulver-Uberbrühung in der für den Brühvorgang wichtigsten Anfangsphase in einer zu niederen Temperatur erfolgt. Auch wenn sich die Brühwassertemperatur im weiteren Verlauf des Brühvorgangs wieder steigert, nachdem die umgebenden Materialien nach Wärmeentzug aus dem Brühwasser die Wassertemperaturen angenommen haben und schließlich sich die optimale Brühtemperatur von 95 - 98° C einstellt, kann der Brühvorgang als solcher nicht als optimal bezeichnet werden, da die Kaffeepulver-Überbrühung am Anfang mit zu niedrigen Temperaturen erfolgt, nämlich bei nur etwa 60-70 C, so daß das Kaffee-Aroma dadurch einen "Knick" erhält.

Mit der neuerungsgemäßen Kaffeemaschine jedoch werden die geschilderten funktionellen Nachteile der bekannten Kaffeemaschinen vermieden und der Brühvorgang mit der von Anfang an optimalen Temperatur von 95 - 98° C ausgeführt.

Durch die Entleerungsvorrichtung wird bewirkt, daß nach Auffüllung des Vorratsbehälter« mit Heißwasser die Entleerung des Vorratsbehälters in zügigem Abfluß erfolgt,

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so daß sich das darunter befindliche Filtergefäß mit Filtertüte und Kaffeepulver sofort mit ca. 98° C heißem Brühwasser auffüllt. Durch die elektrische Heizeinrichtung des Vorratsbehälters wird bewirkt, daß das angesammelte Brühwasser in der optimalen Temperatur von 98° C ausströmt. Die in einem Schwall ausströmende Brühwassermenge beinhaltet soviel Wärmekapazität, daß ein Wärmeverlust des Brühwassers durch Wärmeabgabe an die Umgebung - Filtergehäuse im Kaffeepulver - nicht spürbar wirksam wird, da der Wärmeabfall durch Wärmeabgabe an die kalte Umgebung am Anfang nur etwa 20° C ausmacht. Nach der ersten Entleerung des Vorratsbehälters fließt laufend Heißwasser aus dem Kaltwasserbehälter zu, bis die Entleerungsvorrichtung wieder in Funktion tritt und die Entleerung des Behälters eingeleitet und bewirkt wird. Dieser Vorgang wiederholt sich solange, bis aus dem Kaltwasserbehälter kein Zufluß mehr erfolgt, da das Kaltwasser dort aufgebraucht ist.

Nachstehend sind drei Ausführungsbeispiele der neuerungsgemäßen Kaffeemaschine anhand beiliegender Zeichnungan näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 die Kaffeemaschine in einer ersten Ausführungsform;

Fig. 2 die Kaffeemaschine in Teilansicht in einer zweiten Ausführungsform;

Fig. 3 die Kaffeemaschine in Teilansicht in einer dritten Ausführungsform.

Mit 1 ist der Kaltwasserbehälter, mit 2 der elektrisch beheizte und regelbare Durchlauferhitzer und zugleich Warmhalteplatte für das Kaffee-Auffanggefäß 7 bezeichnet.

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3 ist das Steigrohr, welches das Heißwasser vom Durchlauferhitzer nach 4 dem Vorratsbehälter befördert. 5 ist die elektrische Heizung am Vorratsbehälter 4, 6 ist der Saugheber, als U-förmiges Rohr mit einem kürzeren Schenkel 6a Und einem längeren Schenkel 6b ausgebildet. Der längere Schenkel ist durch den Boden 8 des Vorratsbehälters 4 geführt und endet oberhalb der perforierten Verteilerplatte am Filtergehäuse 10. Die Restwasser-Entleerungsvorrichtung nach Fig. 1 besteht aus einem Schwimmer 11, welcher über das Gestänge 12 mit einem bei 13 beweglich gelagerten Absperrstift 14 verbunden ist. Dor Absperrstift 14 ist an der Dichtstelle mit einer Silikon-Weichgummidichtung 15 versehen, welche im Betriebsfall die Restwasser-Auslauföffnung 16 verschließt.

Die Funktion der Kaffeemaschine gemäß Fig. 1 ist folgende: Nach der üblichen Vorbereitung der Kaffeemaschine durch dosiertes Einfüllen von Kaffeepulver in den Filter im Filtergehäuse 10 und Kaltwasser in den Kaltwasserbehälter erfährt der Schwimmer 11 Auftrieb, welcher über das Gestänge 12 mit Drehpunktlagerung 13 den Absperrstift 14 abdichtend auf die Restwasser-Austrittsöffnung 16 verbringt.

Nach erfolgter elektrischer Einschaltung, wobei gleichzeitig der Durchlauferhitzer 2 mit Warmhalteplatte sowie die Heizung 5 des Vorratsbehälters 4 an Strom gelegt sind, beginnt das im Durchlauferhitzer 2 befindliche Kaltwasser sich zu erhitzen und als Heißwasser über das Steigrohr 3 kontinuierlich zum Vorratsbehälter 4 zu fließen. Sobald sich das dort ansammelnde Heißwasser die Oberkante 17 des Saughebers 6 erreicht, tritt die Funktion des Saughebers 6 ein, d.h. das im Vorratsbehälter 4 anstehende Heißwasser

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entleert sich zügig durch den längeren Schenkel des Saughebers über die Verteilerplatte 9 zum Filtergehäuse 10, wobei sich das Filtergehäuse vollständig füllt und das Kaffeepulver mit ausreichend Heißwasser überbrüht ist. Dieser Wasserzulauf ist dann beendet, wenn das Wasserniveau im Vorratsbehälter 4 den kürzeren Schenkel des Saughebers 6 freilegt, so daß dieser dort Luft zieht und der Durchfluß somit beendet wird. Da das Heißwasser vom Steigrohr 3 kontinuierlich fließt, füllt sich der Vorratsbehälter 4 von Neuem, ιιηΊ die Prozedur wiederholt sich sooft, bis das Kaltwasser im Kaltwasserbehälter 1 verbraucht ist. Der Rohrquerschnitt des Steigrohres 3 resp. die Durchflußmenge durch dieses ist wesentlich geringer als der des Saughebers 6, so daß der Abfluß des Wassers durch den Saugheber schneller verläuft als der Zulauf durch das Steigrohr 5» wodurch die beschriebene Funktion der Intervallüberbrühung erreicht wird. Der Rauminhalt des Vorratsbehälters 4 deckt sich in ungefähr mit dem des Filtergehäuses 10, wodurch mit dem Heißwasserschub aus dem Vorratsbehälter 4 der Filter 10 annähernd vollständig mit Heißwasser gefüllt wird. Der Filterdurchlauf zum Auffanggefäß 7 entspricht in ungefähr dsm Heißwasserzulauf aus dem Steigrohr 3, so daß ein Überlaufen des Filters 10 durch Zulauf vom Saugheber 6 ausgeschlossen wird. Die im Boden 8 des Vorratsbehälters 4 installierte Heizung 5 wird thermostatisch auf 98° C reguliert, so daß die Überbrühung des Kaffeepulvers immer in der optimalen Heißwassertemperatur erfolgt. Die im Verhältnis große Heißwassermenge, die dem Kaffeepulver und Filtergehäuse in einem Schub zufließt, enthält eine so große Wärmekapazität, daß ein Wärmeverlust durch Abgabe von Wärme an Kaffeepulver und Filtergehäuse kaum temperatursenkende Wirkung (nur etwa 1-2° C) für das Brühwasser hat, so daß dieses in optimaler Temperatur von Anfang an dem Kaffeepulver zufließt.

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In der Schlußphase des Brühvorganges, d.h. wenn der Kaltwasserstand im Kaltwasserbehälter 1 soweit zurückgegangen ist, daß die restliche Kaltwassermenge nicht mehr ausreicht, im Vorratsbehälter 4 die Oberkante 17 des Saughebers 6 zu erreichen, wird die Vorrichtung zur Restwasser-Entleerung wirksam:

Der Schwimmer 11 im Kaltwasserbehälter 1 verliert seinen Auftrieb und geht in seine Ruhelage zurück. Damit wird über das Gestänge 12 und Drehlagerung 13 der Absperrstift 14 angehoben und die Restwasser-Auslauföffnung 16 freigegeben. Das aus dem Steigrohr 3 nun noch dem Vorratsbehälter 4 zufließende Heißwasser entleert sich durch die Austrittsöffnung 16 direkt zum Kaffeefilter 10. Nach Trockengang von Durchlauferhitzer 2 schaltet das Gerät ab, wobei gleichzeitig die Heizung 5 am Vorratsbehälter 4 stromlos wird.

Die Wasser-Förderleistungen aus dem Steigrohr des Kaltwasserbehälters bzw. Durchlauferhitzers, vom Saugheber und der Filterdurchlaufgeschwindigkeit stehen in einem Verhältnis zueinander, und zwar derart, daß der Zulauf vom Steigrohr zum Vorratsbehälter in etwa dem Filterdurchlauf entspricht, während die Durchflußmenge des Saughebers eine bedeutend größere ist.

Ein Problem ergibt sich noch für die Restwassermenge aus dem Kaltwasserbehälter, die nicht mehr ausreicht, den Vorratsbehälter bis zur Oberkante Saugheber aufzufüllen, so daß in diesem Fall der Saugheber nicht mehr funktionell werden kann.

Die Fig. 2 und Fig. 3 zeigen andere Ausführungen von Vorrichtungen zur Restwasser-Entleerung:

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Anstelle von Schwimmer 11, Gestänge 12, Verschluß 14 besteht nach Fig. 2 die Vorrichtung zur Restwasserentleerung aus dem Behälter 18, welcher im Drehpunkt-. 13 schwenkbar gelagert ist. Die Feder 19 drückt den Behälter 18 im Ruhestand nach oben, so daß die Restwasser-AuslaufÖffnung 16 im Ruhezustand geöffnet ist. Diese Vorrichtungen befinden sich innerhalb des Vorratsbehälters 4 mit Saugheber 6.

Die Punktion dieser Vorrichtung ist folgende: Bei Beginn des Kaffee-Brühvorganges fließt Heißwasser aus dem Steigrohr 36 vorerst in den Behälter 18, wobei sich dieser füllt und durch das Gewicht des Wassers infolge seiner einhebeligen Lagerung die Federkraft der Feder 19 tiberwindet, sich nach unter absenkt und die Restwasser-Austritts Öffnung 16 im Boden 8 des Vorratsbehälters 4 verschließt, wobei die Abdichtung durch die Silikon-Weichgummidichtung 78 erfolgt. Am Behälter 18 befindet sich unmittelbar an seinem Boden die kleine Bohrung 20, deren Querschnitt wesentlich kleiner ist als der des Zulauf-Steigrohres 36. Solange Heißwasser kontinuierlich aus dem Steigrohr 36 zufließt, bleibt der Behälter 18 in der durch die Schwerlage bedingten Verschlußstellung von der Austrittsöffnung 16. Das in den Behälter 18 einfließende Heißwasser ergießt sich durch die Bohrung 20 und über den oben.offenen Behälterrand in den Vorratsbehälter 4, wo die bereits beschriebenen Funktionen mit Saugheberentleerung und Wiederauffüllung stattfinden. Wenn nun der Brühvorgang dem Ende zugeht und das über das Steigrohr 36 zufließende Restwasser aus dem Kaltwasserbehälter 1 den Behälter 18 nicht mehr vollständig zu füllen vermag, verliert der Behälter 18 an Gewicht, und die Federwirkung der Feder 19 wird wieder wirksam, so daß der Behälter 18 wieder -angehoben wird und die Restwasser-Austrittsöffnung 16 öffnet.

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Das im Behälter 18 noch befindliche Wasser fließt durch die Bohrung 20 zum Vorratsbehälter 4 und von dort durch die Restwasser-Austrittsöffnung 16 zum Filtergehäuse 10.

Fig. 3 unterscheidet sich von der Ausführung nach Fig. 2 dadurch, daß der Behälter 44 auf einem zweiarmigen Hebel sitzt, der schwenkbar gelagert und einen kürzeren und einen längeren Arm aufweist. Der Behälter 44 sitzt auf dem kürzeren Arm und wird durch einen Anschlag 50 im Ruhezustand vom längeren Arm ir. horizontaler Lage gehalten, wobei die Restwasser-Austrittsöffnung 16 geöffnet bleibt.

Die Funktion dieser Ausführung nach Fig. 3 ist ähnlich der von Fig. 2;

Durch das in den Behälter 44 einfließende Wasser senkt sich dieser nach unten und verschließt dabei die Austrittsöffnung 16. E.*ii r,achiassendem Zufluß vom Steigrohr 42 zum Behälter 44 verliert dieser an Gewicht und kommt durch Ausgleich durch den längeren Hebelarm 23 wieder in seine durch den Anschlag 50 bestimmte, horizontale Lage, wodurch die Austrittsöffnung 16 geöffnet wird. Anstelle der Federkraft der Feder 19 nach Fig. 2 ist hier die Gewichtswirkung des längeren Hebelarms 23 getreten.

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Claims (4)

1. Kaffeemaschine, gekennzeichnet durch einen Kaltwasserbehälter (1), einen regelbaren elektrischen Durchlauferhitzer (2), einen von einer Heizung (5) beheizbaren Heißwasser-Vorratsbehälter (4), ein mit dem Durchlauferhitzer (L) und dem Heißwasser-Vorratsbehälter (4) in Verbindung stehendes Steigrohr (3) sowie eine im Vorratsbehälter (4) angeordnete Restwasser-Entleerungsvorrichtung zur dosierten Entleerung des Brühwassers aus dem Vorratsbehälter (4) durch eine im Boden (8) des Vorratsbehälters angeordnete EntleerungsÖffnung (16) und über eine Verteilerplatte (9) in das Filtergehäuse (10).

2. Kaffeemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Restwasser-Entleerungsvorrichtung gebildet ist von einem mit einer Dichtung (15) versehenen, die Entleerungsöffnung (16) verschließbaren Alsperrstift (14), der über einen schwenkbaren, zweiarmigen Hebel (30) und eine an diesen angreifende Betätigungsstange (12) mit einem im Kaltwasserbehälter (1) befindlichen Schwimmer (11) in Wirkverbindung steht (Fig. 1), sowie eiaem

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ü-förmigen Saugheberrohr (6), dessen einer längerer Schenkel (6a) durch die Bodenplatte (8) nach unten hindurchragt und dessen anderer kürzerer Schenkel (6b) sich oberhalb der Bodenplatte, im Heißwasser-Vorratsbehälter (4) befindet (Fig. 1).

3. Kaffeemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entleerungsvorrichtung gebildet ist von einem unterhalb der Mündung (32) des Steigrohres (^6) federnd schwenkbar gelagerten Behälter (18) mit einer die Austrittsöffnung (16) verschließbaren Dichtungsscheibe (38) und einer in der Seitenwand angeordneten Bohrung (20) (Fig. 2).

4. Kaffeemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entleerungsvorrichtung gebildet ist von einem unterhalb d»- Mündung (40) des Steigrohres (42) an dem einen Ende eines schwenkbaren zweiarmigen Hebels (21) befestigten Behälter (44) mit einer in der Seitenwand angeordneten Bohrung (46), wobei der Hebel (21) einen die Austrittsöffnung (16) verschließbaren Verschlußzapfen (48) und an seinem freien Ende einen Winkslanschlag (50) aufweist (Fig. 3).

F 1 1671. MOnO/KD

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