DE2856491B1 - Elektrische Kaffeemaschine - Google Patents

Description

• Im folgenden wird die Erfindung anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 in einer stark schematisierten Darstellung in einem vertikalen Schnitt eine erfindungsgemäße Kaffeemaschine; Fig.2 einen Schnitt im wesentlichen entlang der Linie Il-II in Fig. 1; und F i g. 3 ein Drosselventil, das anstelle der in F i g. 1 dargestellten Drosseleinrichtung oder in Verbindung mit dieser verwendet werden kann.
• Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte drucklose elektrische Haushaltkaffeemaschine weist einen nach oben zur Atmosphäre offenen Frischwasserbehälter 2 auf, der über eine Frischwasserleitung 4 mit einem darin angeordneten Rückschlagventil 6 mit einem Durchlauferhitzer 8 verbunden ist, der gleichzeitig eine Warmhalteplatte 10 beheizt, auf der ein Kaffeebehälter 12 mit darauf gesetztem Kaffeefilter 14 steht. Das erhitzte Wasser wird vom Durchlauferhitzer 8 durch ein Steigrohr 16 und ein Überlaufrohr 18 dem Kaffeefilter 14 zugeführt. In die Frischwasserleitung 4 ist ein elastischer Schlauch 20 zwischengeschaltet, der von einer Drosseleinrichtung 22 mehr oder weniger zusammengequetscht wird. Die Drosseleinrichtung 22 weist ein unteres, im Kaffeemaschinengehäuse befestigtes Klemmelement 24 mit einer Ausnehmung 26 auf, in der der Schlauch liegt und in der ein oberes Klemmelement 28 verschiebbar geführt ist, das über einen Bügel 30 an dem freien Ende eines mit seinem anderen Ende im Kaffeemaschinengehäuse befestigten, als Zeitglied dienenden Bimetall 32 befestigt ist. Das Bimetall 32 wird vom Durchlauferhitzer 8 beheizt. Die Ausnehmung 26 des unteren Klemmelementes 24 weist Schultern 34 auf, die das obere Klemmelement 28 daran hintern, den elastischen Schlauch völlig zusammenzuquetschen, so daß ein Mindestdrosselquerschnitt gegeben ist.
• Das Bimetall 32 ist so ausgelegt und auf seine Beheizung abgestimmt, daß die Drosseleinrichtung, die im kalten Zustand des Gerätes den kleinsten wirksamen Drosselquerschnitt aufweist, in den ersten 3 bis 4 Min.
• des Brühvorganges langsam öffnet, bis am Ende dieser Zeit die Strömung völlig ungedrosselt ist.
• Das in F i g. 3 dargestellte Drosselventil weist in einem Ventilgehäuse 42 mit einem Zulaufstutzen 44 und einem Ablaufstutzen 46 auf der Zulaufseite einen Rückschlagventilsitz 48 auf, der mit einer als Ventilkörper dienenden Ventilkugel 50 zusammenwirkt, die dureh eine schwache Vorspannfeder 52 in Richtung auf diesen Rückschlagventilsitz 48 vorgespannt ist. Gegenüber diesem Rückschlagventilsitz 48 ist ablaufseitig ein Drosselventilsitz 54 ausgebildet, in dem Umgehungskanäle 56 ausgebildet sind, die, auch wenn der Ventilkörper 50 gegen die Kraft der Vorspannfeder 52 völlig auf den Sitz 54 gedrückt ist, einen Mindestdrosselquer- schnitt freihalten. In einem Bereich 58, der unmittelbar an den Ventilsitz 54 anschließt, ist die Innenwandung des Ventilgehäuses 42 leicht konisch gestaltet, um bereits bei der Annäherung des Ventilkörpers 50 an den Drosselventilsitz 54 eine gezielte Drosselwirkung zu erzielen. Die Drosselwirkung hängt von dem Abstand zwischen dem Rückschlagventilsitz 48 und dem Drosselventilsitz 54 sowie von der Gestaltung des konischen Seitenwandabschnittes 58 ab. Das Drosselventil 40 wird in die Frischwasserzuleitung zwischengeschaltet und die Wasserströmung zieht je nach ihrer Geschwindigkeit den kugelförmigen Ventilkörper 50 gegen die Kraft der Vorspannfeder 52 mehr oder weniger mit in Richtung auf den Drosselventilsitz 54. Da die Strömung in der Kaffeemaschine aufgrund des Förderverhaltens des Durchlauferhitzers pulsierend ist, wirkt das Drosselventil 40 drosselnd auf die Geschwindigkeitsspitzen der Wasserströmung und wirkt gleichzeitig als Rückschlagventil, wenn die Strömung zum Stillstand kommt und sich umzukehren droht. Neben einer Herabsetzung der höheren Geschwindigkeiten wird durch das Drosselventil 40 auch eine erwünschte Beruhigung der pulsierenden Wasserströmung bewirkt.
• In Fig.4 ist ein Frischwasserbehälter 70 einer elektrischen Kaffeemaschine dargestellt mit einem Teil der daran anschließenden Frischwasserleitung 72 bzw.
• 74, in die ein vom Wasserdruck abhängiges Drosselventil 76 zwischengeschaltet ist. Das Drosselventil 76 weist in einer Ventilkammer 78 mit einem Zuflußstutzen 80 und einem Abflußstutzen 82 einen gasgefüllten Faltenbalg 84 auf, der mit seinem unteren Ende am Boden des Ventilgehäuses 78 befestigt ist und an seinem oberen Ende eine Düsennadel 86 trägt, die durch eine Drosselöffnung 88 ragt und nach oben hin konisch dicker wird. Wenn der Wasserstand im Frischwasserbehälter 70 hoch ist, wird der Faltenbalg 84 von dem ihn umgebenden Wasser gegen den Druck des darin enthaltenen Gases ein Stück zusammengedrückt, wodurch die Düsennadel 86 sich senkt und sich mit einem dickeren Querschnitt in der Drosselöffnung 88 befindet. Hierdurch wird die ansonsten beschleunigende Wirkung des hohen Wasserstandes auf die Förderung kompensiert. Die Düsennadel 86 kann zusätzlich so ausgebildet werden, daß ihr Umströmungswiderstand groß genug ist, daß sie auch von Strömungs-Geschwindigkeitsspitzen gegen den Druck des Gaspolsters in dem Faltenbalg 84 ein Stück mitgenommen wird und wie das Drosselventil gemäß Fig.3 bei Auftreten erhöhter Geschwindigkeiten eine erhöhte Drosselwirkung herbeiführt. In diesem Fall handelt es sich dann um ein Drosselventil, das sowohl auf den Wasserdruck als auch auf die Strömungsgeschwindigkeit des Wassers anspricht.

Claims (1)

1. Patentansprüche: 1. Elektrische Kaffeemaschine mit einem Frischwasserbehälter, von dem Wasser über eine Frischwasserleitung einem Durchlauferhitzer und von da durch eine Heißwasserleitung insbesondere in Form einer Steigleitung einem Kaffeefilter zugeführt wird, wobei zwischen dem Frischwasserbehälter und dem Kaffeefilter eine Drosseleinrichtung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der wirksame Querschnitt der Drosseleinrichtung (22; 40; 76) von einem Zeitglied (32) und/oder einer Strömungsgeschwindigkeits-Meßeinrichtung (40) und/oder einer Wasserdruck-Meßeinrichtung (76) steuerbar ist 2. Elektrische Kaffeemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitglied (32) ein vom Durchlauferhitzer (8) oder der Heißwasserleitung beheiztes Bimetall (32) aufweist.

   3. Elektrische Kaffeemaschine nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosseleinrichtung als Schlauch-Quetschventil aufgeführt ist.

   4. Elektrische Kaffeemaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung der Drosseleinrichtung durch eine Strömungsgeschwindigkeits-Meßeinrichtung ein Drosselventil (40) mit einem, von der Kraft der Wasserströmung gegen die Wirkung einer Vorspannkraft, z.B. einer Vorspannfeder (52) in Schließrichtung bewegten Ventilkörper (50) dient.

   5. Elektrische Kaffeemaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Umgehungskanal (56) im Drosselventil (40) einen Mindestdrosselquerschnitt bildet.

   6. Elektrische Kaffeemaschine nach Anspruch 4 und/oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselventil (40) mit einem Rückschlagventil (48, 50) kombiniert ist und vorzugsweise mit diesem einen gemeinsamen Ventilkörper (50) aufweist.

   7. Elektrische Kaffeemaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Wasserdruck-Meßeinrichtung eine Membraneinrichtung wie z. B. ein Faltenbalg (84) dient, der auf einer Seite mit dem in der Frischwasserleitung (72, 74) herrschenden Wasserdruck und auf der anderen Seite mit dem Atmosphärendruck oder dem Druck eines eingeschlossenen Gaspolsters beaufschlagt ist und mit abnehmendem Wasserdruck eine Drosseleinrichtung (86,88) in Öffnungsrichtung bewegt.

   Die Erfindung betrifft eine elektrische Kaffeemaschine mit einem Frischwasserbehälter, von dem Wasser durch eine Frischwasserleitung einem Durchlauferhitzer und von diesem durch eine Heißwasserleitung, insbesondere in Form einer Steigleitung einem Kaffeefilter zugeführt wird, wobei zwischen dem Frischwasserbehälter und dem Kaffeefilter eine Drosseleinrichtung angeordnet ist.

   Bei bekannten Kaffeemaschinen dieser Art ist in der Frischwasserleitung d. h. im Zufluß zum Durchlauferhitzer lediglich ein Rückschlagventil oder eine einfache, unveränderbare Drosselstelle eingebaut. Zu Beginn des Brühbetriebes ist der Frischwasserbehälter voller als gegen Ende des Brühbetriebes, wodurch auf die Zulaufseite des Durchlauferhitzers ein größerer Druck einwirkt, als gegen Ende des Brühbetriebes. Auf der Abflußseite muß der Durchlauferhitzer jedoch eine gleichbleibende Förderhöhe über das Steigrohr zum Kaffeefilter überwinden. Bedingt durch diese unterschiedlichen Druckverhältnisse ist die Fördergeschwindigkeit zu Anfang des Brühbetriebes stärker als gegen dessen Ende, was sich in der Temperatur des Heißwassers bemerkbar macht. So weist z. B. kurz nach Beginn des Brühvorganges das in den Kaffeefilter eintretende Heißwasser eine Temperatur von 75"C auf.

   Die Heißwassertemperatur steigt dann innerhalb von 3 Min. auf etwa 90"C, um dann in den restlichen 7-9 Min. des Brühvorganges langsam auf etwa 95"C anzusteigen. Will man die Brühtemperatur erhöhen, so kann man nicht einfach die Heizleistung des Durchlauferhitzers erhöhen, da hierdurch die Temperatur gegen Ende der Brühwasserbereitung zu heiß wird und zuviel Dampf erzeugt wird, was eine Reihe von Nachteilen wie z. B. eine Behinderung der Förderung und damit Verlängerung der Brühdauer und das Verdampfen eines größeren Teiles des Wassers nach sich zieht.

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kaffeemaschine der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei der die gewünschte Brühtemperatur schneller erreicht und nicht überschritten wird.

   Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der wirksame Querschnitt der Drosseleinrichtung abhängig von einem Zeitglied und/oder der Strömungsgeschwindigkeit des Wassers steuerbar ist.

   Die Drosseleinrichtung kann z. B. im Steigrohr eingebaut sein. Sie wird jedoch am zweckmäßigsten in die Frischwasserleitung zwischengeschaltet.

   Diese Lösung hat den Vorteil, daß sie in einfacher Weise die ohne eine solche Drosseleinrichtung im ersten Teil des Brühvorganges auftretenden erhöhten Geschwindigkeiten herabsetzt, wodurch das Brühwasser in dieser Phase auf eine höhere Temperatur erhitzt wird und damit eine höhere Durchschnittstemperatur des Brühwassers über den ganzen Brühvorgang erzielt wird.

   Das Zeitglied kann ein vom Durchlauferhitzer, der Warmhalteplatte oder in besonders vorteilhafter Weise der Heißwasserleitung beheiztes Bimetall sein. Die Heißwasserleitung kann mit besonderem Vorteil zur Beheizung des Bimetalles dienen, da sie benachbart der Frischwasserleitung entlang führt und das Zeitglied mit der Drosseleinrichtung zu einer kleinen Baueinheit zusammengefaßt werden kann. Die Drosseleinrichtung kann als Schlauch-Quetscheinrichtung ausgeführt sein, was eine besonders billige Ausführung ergibt.

   Zur Steuerung der Drosseleinrichtung in Abhängigkeit von der Strömungsgeschwindigkeit des Wassers kann ein Drosselventil mit einem von der Kraft der Strömung gegen die Wirkung einer Vorspannkraft, z. B.

   einer Vorspannfeder in Schließrichtung bewegten Ventilkörper dienen. Das Drosselventil weist vorzugsweise einen Mindestdrosselquerschnitt auf, der z. B.

   durch einen Umgehungskanal gebildet sein kann.

   Vorteilhafterweise ist das Drosselventil mit einem Rückschlagventil in einer Baueinheit kombiniert und weist insbesondere mit diesem einen gemeinsamen Ventilkörper auf, wodurch der Fertigungsaufwand gering gehalten wird.