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Akte 458 Elektrische Kaffee- oder Teemaschine Die Erfindung betrifft
eine elektrische Kaffee- oder Teemaschine mit einem Frischwasserbehälter, einem
über einem Filterbehälter mündenden Steigrohr und einem am Fuß des Steigrohrs angeordneten
Durchlauferhitzer.
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Derartige Kaffee- oder Teemaschinen sind bekannt. Bei solchen Kaffeemaschinen
wird in den Frischwasserbehälter eine der jeweils gewünschten Kaffeemenge entsprechende
Frischwassermenge eingefüllt. Dementsprechend unterschiedlich ist der Wasserstand
im Frischwasserbehälter und der Druck im Steigrohr. Es wurde beobachtet, daß dies
pro Zeiteinheit zu unterschiedlichen,in den Filter eintretende Durchflußmengen und
entsprechend unterschiedlichen Temperaturen des Brühwassers führt.
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In der Patentanmeldung P 2741719.2 ist eine Kaffeemaschine beschrieben,
bei der zwischen dem Steigrohr und dem Filterbehälter ein Pufferbehälter vorgesehen
ist, der eine Drosselöffnung und einen Überlauf aufweist. Mit dieser Einrichtung
soll die pro Zeiteinheit in den Filterbehälter eintretende Wassermenge dosiert werden.
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Die vom Durchlauferhitzer pro Zeiteinheit erhitzte Wärmemenge hängt
vom statischen Druck des Wasserstands im Frischwasserbehälter ab.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kaffee- oder Teemaschine der eingangs
genannten Art vorzuschlagen, bei der der Durchlauferhitzer unabhängig vom Wasserstand
im Frischwasserbehälter pro Zeiteinheit ein etwa gleiches Wasservolumen erhitzt.
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Nach der Erfindung ist obige Aufgabe dadurch gelöst, daß zwischen
dem Frischwasserbehälter und dem Durchlauferhitzer ein Steuerventil angeordnet ist,
dessen öffnungsquerschnitt bei höherem Wasserstand im Frischwasserbehälter kleiner
ist als bei niedrigerem Wasserstand. Bei hohem Wasserstand im Frischwasserbehälter
ist der öffnungsquerschnitt des Steuerventils klein, so daß der anfänglich relativ
hohe statische Druck keine große Durchlaufmenge zur Folge hat. Dadurch wird schon
zu Beginn des Filtervorgangs das Wasser auf die geeignete Brühtemperatur gebracht.
Beim Stand der Technik dagegen wird aufgrund der dort bei hohem Wasserstand großen
Durchflußmenge zu Beginn des Filtervorgangs die notwendige Brühtemperatur noch nicht
erreicht.
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Im Zuge des sinkenden Wasserstands im Frischwasserbehälter erweitert
sich der öffnungsquerschnitt des Steuerventils; insgesamt bleibt somit die vom Durchlauferhitzer
pro Zeiteinheit zu erhitzende Wassermenge im wesentlichen gleich.
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Durch die Erfindung ist auch vermieden, daß, wenn eine große Menge
Kaffee gefiltert werden soll, der Filterbehälter aufgrund zu schneller Wasserlieferung
überlaufen kann.
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Soll nur wenig Kaffee gefiltert werden und ist dementsprechend der
Wasserstand im Frischwasserbehälter gering, dann führt dies nicht zu einem entsprechend
langsamen Einlaufen des Brühwassers in den Filterbehälter. Vielmehr wird auch in
diesem Fall der Filterbehälter so gefüllt, daß der für ein gutes Filterergebnis
notwendige Füllstand im Filter erreicht wird.
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In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung weist das Steuerventil
eine Membrane auf, die zwischen der Umgebung und dem Frischwasser angeordnet ist,
und an der Membrane ist ein Ventilkörper für die Einstellung des öffnungsquerschnitts
befestigt.
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In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung ist die Membrane in einer
mit dem Steigrohr verbundenen Ventilkammer angeordnet. Dadurch wirkt das Steuerventil
gleichzeitig als Rückschlagventil. Dieses schließt sich, wenn der Wasserdruck im
Durchlauferhitzer aufgrund der Wassererhitzung angestiegen ist. Das erhitzte Wasser
wird damit mit Sicherheit nach oben durch das Steigrohr fließen und nicht in den
Frischwasserbehälter zurück gedrückt.
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Die Erfindung läßt sich auch bei solchen Kaffee- oder Teemaschinen
einsetzen, die mit einem Heißwasserbereiter für Brauchwasser kombiniert sind.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus
der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine Kaffeemaschine schematisch und Fig. 2 ein Steuerventil für die Kaffeemaschine
nach Fig. 1.
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Eine Kaffeemaschine weist einen Frischwasserbehälter 1 und einen Filterbehälter
2 auf. Unten an den Frischwasserbehälter 1 ist ein Steuerventil 3 angeschlossen,
das vor einem Durchlauferhitzer 4 liegt, der mit einem elektrischen Heizkörper 5
arbeitet. Der Durchlauferhitzer 4 liegt unten in der Kaffeemaschine. Von ihm führt
ein Steigrohr 6 zu einem oben an der Kaffeemaschine vorgesehenen Ueberlauf 7, der
oberhalb des Filterbehälters 2 mündet. Unter dem Filterbehälter 2 ist Raum für einen
Kaffeekrug 8 vorgesehen.
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Das Steuerventil 3 weist eine Membrane 9 auf, die mit ihrem Rand fest
am Steuerventil 3 sitzt und in der Mitte ein Ventilkörper 10 befestigt ist. Dieser
weist an dem der Membrane 9 gegenüberliegenden Ende einen Ventilteller 11 auf, der
einer Öffnung 12 zugeordnet ist.
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Ein Einlaßstutzen 13 des Steuerventils
3 ist mit dem Frischwasserbehälter 1 und ein Auslaßstutzen 14 ist mit dem Durchlauferhitzer
4 verbunden. Die Membrane 9 sitzt unter einem Ventildeckel 15, der Durchbrechungen
16 aufweist, so daß die Membrane einerseits mit dem Umgebungsdruck beaufschlagt
ist.
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Andererseits wirkt auf sie der Druck im Einlaßstutzen 13 über den
Ventilteller 11 oder der Druck im Außlaßstutzen 14.
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Die Arbeitsweise der beschriebenen Kaffeemaschine ist etwa folgende:
Geht man davon aus, daß eine große Menge Kaffee, beispielsweise 10 Tassen, gefiltert
werden soll und der Frischwasserbehälter 1 mit einer entsprechenden Wassermenge
gefüllt ist, dann ist durch den relativ hohen Differenzdruck zwischen dem Wasserstand
im Frischwasserbehälter und der Umgebung der Öffnungsquerschnitt der Öffnung 12
mittels des Ventiltellers 11 auf den der Wasserstandsdruck des Frischwasserbehälters
1 wirkt, relativ klein. Die pro Zeiteinheit in den Durchlauferhitzer 4 fließende
Wassermenge ist vom Wasserstandsdruck und dem freien Öffnungsquerschnitt bestimmt.
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Der Heizkörper 5 erhitzt das in ihm stehende Wasser, dessen Druck
sich durch teilweise Verdampfung erhöht. Die Druckerhöhung wirkt einerseits auf
die Membrane 9, so daß der Ventilteller 11 die Öffnung 12 ganz abschließt. Andererseits
wird durch die Druckerhöhung erhitztes Wasserdampfgemisch durch das Steigrohr 6
in den Überlauf 7 gedrückt. Von dort fließt es in den mit Kaffeepulver gefüllten.Filterbehälter
2.
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Aufgrund des dadurch erfolgenden Druckabbaues öffnet der Ventilteller
11 die Öffnung 12 entsprechend der Druckdifferenz zwischen dem jetzt verminderten
Wasserstand und der Umgebung.
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Die beschriebenen Vorgär.ge wiederholen sich ständig und gehen ineinander
über. Im Zuge des Filtervorgangs sinkt der Wasserstandsdruck ständig. Dementsprechend
weiter öffnet der Ventilteller 11 die Öffnung 12, so daß die in den Durchlauferhitzer
pro
Zeiteinheit gelieferte Wassermenge im wesentlichen gleich bleibt. Gegenüber dem
Stand der Technik, bei dem zwischen dem Frischwasserbehälter 1 und dem Durchlauferhitzer
4 ein konstanter Leitungsquerschnitt vorliegt, ist bei der beschriebenen Kaffeemaschine
zu Beginn des Betriebs mit großen Frischwassermengen die pro Zeiteinheit fließende
Wassermenge gedrosselt. Gegen Ende des Filtervorgangs ist sie vergrößert.
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Es ist damit einerseits erreicht, daß von Anfang an Wasser mit der
notwendigen Brühtemperatur in den Filterbehälter 2 fließt und die in ihn einfließende
Wassermenge nicht so groß ist, daß die Gefahr des Überlaufens des Filterbehälters
2 besteht.
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Geht man davon aus, daß nur wenige Tassen Kaffee (beispielsweise 1
oder 2) zubereitet werden sollen, und eine entsprechend geringe Wassermenge in den
Frischwasserbehälter 1 eingefüllt ist, dann wird von Anfang an der Ventilteller
11 einen großen Öffnungsquerschnitt einstellen. Dadurch ist die pro Zeiteinheit
in den Filterbehälter 2 gelieferte Wassermenge ausreichend groß, um das Kaffeepulver
wirkungsvoll zu durchdringen, wozu ein gewisser Wasserstau im Filterbehälter erwünscht
ist. Es wird also nicht das Wasser tröpfelnd so langsam in den Filterbehälter 2
geleitet, daß es das Kaffeepulver praktisch nur im Bereich der Tropfstelle ausnutzt.