DE8236113U1

DE8236113U1 - Elektrischer Durchlauferhitzer für eine Kaffeemaschine

Info

Publication number: DE8236113U1
Application number: DE19828236113
Authority: DE
Original assignee: ELPAG AG CHUR 7001 CHUR CH
Current assignee: ELPAG AG CHUR 7001 CHUR CH
Priority date: 1982-12-22
Filing date: 1982-12-22
Publication date: 1983-04-14

Description

Elektrischer Durchlauferhitzer für eine Kaffeemaschine

Die Neuerung betrifft einen elektrischen Durchlauferhitzer für eine Kaffeemaschine oder ein ähnliches Haushaltsgerät, insbesondere zur Herstellung von Aufgußgetränken, bestehend aus einem halbrund oder hufeisenförmig gebogenen Rohrheizkörper, einem ähnlich geformten Wasserdurch1 auf rohr und einer Montageplatte, welche die genannten Teile miteinander verbindet und die einen Thermostaten trägt, der auf die Temperatur der Montageplatte anspricht und den Rohrheizkörper bei Erreichen einer bestimmten Temperatur abschaltet.

Kaffeemaschinen der genannten Art sind in vielfältigen Ausführungsformen bekannt. Der Thermostat hat einerseits die Aufgabe, eine Überhitzung des Rohrheizkörpers mit der Gefahr des Ourchbrennens desselben oder gar Zerstörung des Gerätes zu verhindern, andererseits soll er jedoch eine bestimmte Temperatur des fertiggestellten Aufgußgetränkes in dem Auf fanggefäß aufrechterhalten. Wenn also das Frischwasser aus dem Vorratsbehälter der Kaffeemaschine völlig aufgebraucht ist und dementsprechend das gesamte Wasser im Durch lauf rohr durch den Dampfdruck in ein entsprechendes Steigrohr mit Überlauf in das Kaffeefilter hochgedrückt bzw. verdampft wurde, dann schaltet der Thermostat den Rohrheizkörper ab.

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Er soll dann jeweils taktweise vom Thermostaten wieder zugeschaltet werden, wenn die Temperatur des Aufgußgetränkes abzufallen droht. Es ist schwierig, die Anordnung des Thermostaten auf einer entsprechenden Brücke zu der Montageplatte oder auf der Montageplatte selbst so zu treffen, daß die beiden genannten Aufgaben einwandfrei erfüllt werden. Hierbei ist zu berücksichtigen, daß die Thermostaten hinsichtlich ihrer Arbeitsweise, d.h. Abschalten und Zuschalten des Rohrheiz' örpers sich in Toleranzbereichen bewegen. Ist die Temperatur beim Betrieb der Kaffeemaschine, also beim Hochdrücken des "i'assers im Wasserdurchlauf rohr, zu hoch, dann wird zu viel Wasser verdampft, so daß, wie das !eicht nachzuprüfen ist, bei einer handelsüblichen Kaffeemaschine im allgemeinen bei sechs Tassen eingefüllten Frischwassers nur vier bis fünf Tassen Kaffee erzeugt werden. Abgesehen von dem unnötig hohen Energieverbrauch vird durch die Wasserverdampfung auch die Verkalkung des Wasserdurchlauf rohr es beschleunigt. Arbeitet der Thermostat in einem Rereich, in welchem der Betrieb optimal ist, d.h. nicht unnötig viel Wasser trotz gleichmäßiger und geräuscharmer Förderung verdampft wird, dann ist oftmals der 'Varmhalteeffekt zu gering.

Außer der Optimierung der beiden angegebenen Aufgaben des Thermostaten soll gemäß vorliegender Neuerung dem Thermostaten noch eine dritte Aufgabe zugeordnet werden. Es hat

sich gezeigt, daß außer der Warmhaltung des Aufgußgetränkes nach der Bereitung desselben das Aufgußgetränk bereits bei seiner Herstellung entsprechend erwärmt werden muß. Wenn

ο also beispielsweise Wasser mit etwas über 90 auf die Oberfläche des Kaffeepulvers geleitet wird, dann kühlt es während des Durchsickerns durch dasselbe so weit ab, daß die in das Aufgußgefäß laufenden Tropfen eine Temperatur

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unter SO C besitzen. Von den Kaffeemaschinenherstellern

ο wird jedoch eine Pi1 trat temperatur von SO C gefordert.

Merkwürdigerweise kann diese Fi11rat temperatur beim ersten Durchlauf bei einem fabrikneuen Gerät auch erreicht werden.

Nach mehrmaliger Benutzung fällt jedoch die Fi1trattempera-

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tür auf 72 C ab. Obwohl die physikalischen Ursachen für dieses eigenartige Verhalten noch nicht vollständig aufgeklärt sind, kann allgemein festgestellt werden, daß die Wärmeleitung vom Rohrheizkörper über die diesen tragende Montageplatte, auf die meistens als Dekorplatte ausgebildete Abstellplatte für das Auffanggefäß und die "Rückmeldung" der Temperatur des Filtrates über die genannten Bauteile auf den Thermostaten Undefiniert oder nicht exakt genug definiert sind.

Der Neuerung liegt nun die Aufgabe zugrunde, den Wärmeleitungsweg vom Filtrat auf den temperaturempfindlichen Teil des Thermostaten so kurz wie möglich zu halten, um so eine

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definiertere Einhaltung der erwünschten Fi1trattemperatur

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von SO C zu erzwingen. Vor allem soll jedoch auch eine

nicht unwesentliche Einsparung erzielt werden, die bei einem knapp kalkulierten Massenartikel eine nicht unbedeutende Rolle spielt.

Die Lösung der Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnenden
Merkmalen des Hauptanspruches. Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Ausführungsformen.

Geeignete Thermostaten werden im allgemeinen von dem Hersteller von Durchlauferhitzern für Kaffeemaschinen nicht selbst
hergestellt, sondern von spezialisierten Firmen bezogen und
an dem Durchlauferhitzer entsprechend montiert. Diese
handelsüblichen Thermostaten bestehen aus einem temperaturempfindlichen Teil, z.B. einer in sich gewölbten Bimetallscheibe und einem Stößel, welcher auf der Bimeta11 seheibe anliegt und auf eine Kontaktfeder einwirkt. Die Kontaktfeder
mit dem mi t den zugehörigen elektrischen Anschlüssen ist in bzw. auf einem Keramikkörper instaliert, welcher als Isolator wirkt. Die gesamte Anordnung ist in einem metallischen Gehäuse untergebracht, wobei ein Isolationskörper für die elektrische Trennung der ßimeta11 seheibe von dem Metallgehäuse sorgt. Die Wölbung der ßimeta11 seheibe hängt von der Temperatur ab, so
daß dementsprechend über den Stößel die Kontaktfeder betätigt

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wird. Der Wärmefluß geht dementsprechend von der Montageplatte über eine entsprechende Halterung zu dem Gehäuse des Thermostaten und von dort erst zu der Bimeta11 sehe übe. Die Grundidee der Neuerung liegt nuu dann, den Wärmefluß unmittelbar von der Montageplatte auf die Bimetai1 seheibe zu lenken, so daß also dementsprechend zwischen der Bimeta11 seheibe und dem Boden des Auffanggefäßes ein Zwischenraum von unter 3 mn verbleibt. Damit ist siehergeste 111, daß der Thermostat defininiert auf die Fi1 tr at temperatur anspricht. Das Ansprechen auf die Temperatur des Rohrheizkörpers kann je nach der geforderten Leistung desselben durch entsprechende Fahnen gesichert werden, die die Rohrheizkörperenden mit dem Keramikkörper verbinden und die zugleich der Halterung des Keramikkörpers d ienen.

Auf der Zeichnung ist eine bevorzugte Ausführungsform dargestellt. Es ze igen :

Fig. 1 einen Schnitt des an die Abstellplatte bzw. Dekorplatte einer Kaffeemaschine angedrückten Durchlauferhitzers ;

Fig. 2 eine Unteransicht des Durchlauferhitzers;

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Fig. 3 eine auseinander gezogene schaubildliche Ansicht des Thermostaten.

Ein hufeisenförmig gebogener Rohrheizkörper 1 und ein an seiner Außenseite längsgeführtes ähnlich gebogenes Wasserdurch-Jaufrohr 2 sind an einer Montageplatte 3 z. B. durch Löten befestigt. Die Montageplatte 3 besitzt eine absolut ebene Oberfläche, d.h. die Abweichung von der Planheit darf maximal 0,5 rrrn betragen. Die \'ontagep lat te besitzt in ihrer Mitte eine nach unten gerichtete Wölbung 4 mit einer Gegenwölbung 5, in welche die Spitze einer Spannschraube 6 eingreift. Anstelle der Gegenvö1 bung 5 kann auch eine Bohrung vorgesehen sein, in welcher sich die Spitze der Spannschraube 6 verfängt. Durch die Spannschraube 6 wird die ebene Oberfläche der Montageplatte 3 an eine Abstellplatte 7 angedrückt, auf welcher ein Aufnahmegefäß S für das Aufgußgetränk 9 abgestePt werden kann.

Zwischen den Endbereichen 10 des Rohrheizkörpers 1 ist in die Montageplatte 3 eine ringförmige Nut 11 eingeprägt, so daß auf der Rückseite der M.orrtagep 1 at te 3 eine tellerförmig geformte Aufnahme 12 entsteht, in die eine kreisrunde in sich gewölbte ßimeta11 seheibe 13 zusammen mit einem Isolierkörper 14 untergebracht ist. Ein Keramikkörper 15 wird von Lappen gehalten, die aus der Montageplatte 3 ausgezogen sind. Der

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Kerami l<l<örper 15 enthä 11, wie aus Fig. 3 ersichtlich, an seiner der Montageplatte 3 abgewendeten Rückseite elektrische Anschlüsse 17, die mit einer in einer inneren Höhlung des Keramikkörper untergebrachten Kontaktfeder 18 und einem nicht ersichtlichen Gegenkontakt verbunden sind. Ein auf der ßimeta11 seheibe 13 aufsitzender und in den Hohlraum des Keramikkörpers 15 eingreifender Stößel 19 überträgt die temperaturabhängige Aufwölbung der Bimeta11 seheibe auf die Kontaktfeder, so daß der Rohrheizkörper 1 entsprechend mit dem Stromnetz verbunden bzw. von diesem abgeschaltet wird.

Her Thermostat wird also überwiegend von der Fi1trattemperatugesteuert. Durch die Spannschraube 6 ist eine satte Anlage des zwischen der ringförmigen Nut Ii liegenden Bereichs der Oberfläche der Moniagep1 at te 3 an der Dekorplatte 7 gewährleistet. Cs ergibt sich damit ein unmittelbarer Wärmeübergang über einen relativ großen Bereich und eine sehr kurze Strecke von einigen Millimetern auf die Bimeta 1 1 seheibe 14. Der V.antel des Rohrheizkörpers 1 hat bei seiner Nenn-

o leistung im allgemeinen eine Temperatur von etwa 150 C.

Hie maximal zulässige Temperatur der Rohrheizkörperenden 10

ο
beträgt 300 C. Der Wärmeübergang von dem Rohrheizkörper direkt über die Montageplatte zu der Bimetal 1 seheibe 13 ist so berechnet, daß der Thermostat automatisch abschaltet wenn aus irgendwelchen Gründen, z.B. Betrieb der Kaffeemaschine

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ohne aufgestelltes Auffanggefäß die Temperatur der Rohrheizkörperenden 10 eine unzulässige Höhe in diesem Bereich erreichen .

Da ein Gehäuse für den Thermostaten entfällt und der Keramikkörper 15 von den aus der Grundplatte ausgezogenen Lappen umklarrmert wird, ergeben sich außer den genannten Vorteilen erhebliche Einsparungen im Vergleich zu bekannten Lösungen.

Der Mantel des Rohrheizkörpers 1, das Wasserdurch lauf rohr 2 und die Montageplatte 3 bestehen vorzugsweise aus Aluminium. Aufgrund der Wärmeleitfähigkeit dieses Materials konnten die besten Ergebnisse hinsichtlich der oben beschriebenen Funktionsweise erzielt werden. Außerdem werden Korrosionsprobleme vermieden.

Claims

Patentanwälte Steinsdorfstr. 21-22 · D-8000 München 22 · Tel. 089 / 22 94 41 - Telex: 5 22208 TELEFAX GR.3 89/2716063 - GR.3 + RAPIFAX + RICOH 89/2720480 · GR.2 + INFOTEC 6000 89/2720481 10527 SC/Br. Elektrischer Durchlauferhitzer für eine KaJ^eemas_chüne Schutzan Sprüche:

1. Elektrischer Durchlauferhitzer für eine Kaffeemaschine oder ein ähnliches Hausha1tsgei"t, insbesondere zur Herstellung von Aufgußgetränken, bestehend aus einem halbrund oder hufeisenförmig gebogenen Rohrheizkörper, einem ähnlich geformten Wasserdurch lauf rohr , einer Montageplatte, welche die genannten Teile miteinander verbindet und Hie einen Thermostaten trägt, der auf die Temperatur der Montageplatte anspricht und den Rohrheizkörper bei Erreichen einer bestimmten Temperatur abschaltet, dadurch gekennzeichnet, daß die Montageplatte (3) eine Aufnahme (12)

für den temperaturempfindlichen Teil (13) des Thermostaten besitzt und daß der die Schaltteile (IS, 19) tragende Isolierkörper (15) des Thermostaten unter Vermeidung eines wärmeleitenden Gehäuses in der Montageplatte (3) integriert und/ oder von dieser unmittelbar gehalten ist.

2. Durchlauferhitzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der temperaturempfind 1 iehe Teil des Thermostaten eine in sich gebogene Bimeta11 seheibe (13) ist, welche in einer tellerförmig geformten Aufnahme

(12) an der Rückseite der Montageplatte (3) untergebracht ist .

3. Durchlauferhitzer nach Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennze i chnet , daßder Isolierkörper des Thermostaten ein hohler Keramikkörper (15) ist, we Icher eine "Ontaktfeder (IS) enthält, die von ein em Stößel (19) beaufschlagt ist, der auf der flimeta11 seheibe

(13) aufs i tzt.

4. Durchlauferhitzer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierkörper (15) des Thermostaten von Lappen (16) gehalten ist, die aus der Montageplatte (3) ausgestanzt und hochgebogen sind.

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5, Durchlauferhitzer nach einem der Ansprüche 1 bis 'f, dadurch gekennzeichnet , daß der Isolierkörper (15) des Thermostaten zwischen den Endbereichen (10) des Rohrheizkörpers (1) in der Mitte der Montageplatte (3) untergebracht ist.

6, Durchlauferhitzer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadu rch gekennze i chnet , daß die Montageplatte (3) eine ebene Oberfläche besitzt und daß die Aufnahme (12) für den temperaturempfindlichen Teil des Thermostaten von einer entsprechend geformten, also im allgemeinen ringförmigen Nut (11) gebildet wird.

7, Durchlauferhitzer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Montageplatte (3) mit ihrer Oberfläche einschließlich des Bereichs für die Aufnahme für den temperaturempfind1ichen Teil des Thermostaten an eine Abstellplatte (7) für das Aufnahmegefäß (S) des Aufgußgetränkes (9) angepreßt ist, so daß zwischen dem Aufgußgetränk und dem temperaturempfindlichen Teil ausschließlich der Boden des Aufnahmegefäßes (S) und die Wandstärken e'er Abstellplatte (7) und des Vlontagebleches (3) liegen, womit eine unmittelbare Wärmeübertragung gesichert ist.

S. Durchlauferhitzer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,daß die Montageplatte (3) eine nach unten, d.h. von der Abstellplatte (7) v/eggerichtete Wölbung (4) mit einer Gegenwölbung (5) oder einer Bohrung besitzt, in die eine Spannschraube (6) eingreift, durch welche die Montageplatte (3) an die Abstellplatte (7) angepreßt ist.

9. Durchlauferhitzer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennze i chnet , daßdie Montageplatte (3) mit der Halterung für den Isolierkörper (15) des Thermostaten und/oder mit dem Wasserdurchlauf rohr (2) und/oder mit dem Mantel des Rohrheizkörpers (1) als Druckgußteil einstückig hergestellt ist.