DE3328396C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Kaffeemaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Eine derartige Kaffeemaschine ist bekannt aus der DE 31 26 630 A1, Fig. 1. Der Zentrifugalfilter besitzt bei dieser Kaffeemaschine einen Filterinnenraum, der in seinem äußersten Bereich von einem sich axial und in Umfangsrichtung erstreckenden, flächigen Filtersieb mit einer gewissen Höhe begrenzt ist. Davon ausgehend, streben die Deckseite und der Boden des Filterinnenraumes gegen die Drehachse hin unter einem Winkel von etwa 90° auseinander. Dieser Aufbau des Filters hat den Nachteil, daß er zur Bereitung unterschiedlich großer Kaffeemengen in einem Brühvorgang schlecht geeignet ist. Vor allem wegen der Höhenerstreckung des Filtersiebes nimmt die vom Brühwasser zu durchdringende Strecke in der Kaffeemehlschicht sehr stark bzw. fast proportional mit der zu bereitenden Kaffeemenge und der entsprechenden Kaffeemehlmenge zu. Dies bewirkt sehr unterschiedlich lange Brühzeiten, die z. T. erheblich von der optimalen Brühzeit abweichen.

Ferner zeigt die DE 30 29 546 A1 eine Kaffeemaschine mit einem Zentrifugalfilter, in dessen radial äußerstem Bereich des Filterinnenraumes der Filter in Form eines sich axial erstreckenden Filterspaltes angeordnet ist. Der Filterinnenraum besitzt dabei im wesentlichen im gesamten, das Kaffeemehl während des Brühbetriebes aufnehmenden Ringraum die gleiche lichte Höhe. Dies hat den Nachteil, daß die vom Brühwasser zu durchdringende Kaffeemehlschicht für die Bereitung einer Tasse oder für die Bereitung von zwei Tassen Kaffee und damit auch die Brühdauer stark unterschiedlich ist.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Kaffeemaschine der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei der trotz Bereitung unterschiedlich großer Kaffeemengen in einem Brühvorgang und bei Verwendung des gleichen Zentrifugalfilters die Brühdauer möglichst geringe Unterschiede aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmalskombination des Patentanspruches 1.

Diese Lösung hat erstens den Vorteil, daß die Mindest-Kaffeemehlmenge sich, in radialer Richtung gemessen, relativ weit erstreckt und damit einen größeren Mindest-Widerstand für das Brühwasser darstellt. Zweitens nehmen evtl. weitere Kaffeemehlmengen, in radialer Richtung zur Rotationsachse gemessen, eine sehr kurze Strecke ein, so daß sie einen geringeren zusätzlichen Widerstand bilden. Hierdurch kann z. B. erreicht werden, daß die Brühdauer bei der Bereitung von zwei Tassen Kaffee in einem Brühvorgang prozentual nur wenig länger dauert als bei Bereitung einer Tasse Kaffee.

Diese Brühdauerverlängerung kann im Bereich zwischen 15 und 30% der Brühdauer für eine Tasse Kaffee liegen. Auch größere Kaffeemehlmengen, z. B. für bis zu vier Tassen erhöhen die Gesamtbrühdauer nicht wesentlich, sondern z. B. nur um etwa 50% gegenüber der Brühdauer, die bei Bereitung nur einer Tasse Kaffee während eines Zentrifugiervorganges benötigt wird. Insbesondere ist dabei die Phase des Leerförderns des Zentrifugalfilters nach Beendigung der Brühwasserzufuhr relativ kurz. Die Kaffeemaschine kann für die Bereitung einer Mindest-Kaffeemenge von z. B. einer oder von zwei Tassen ausgelegt sein.

Durch die Weiterbildung gemäß Anspruch 4 wird erreicht, daß das anfänglich im mittleren Bereich des Zentrifugalfilters angeordnete Kaffeemehl, soweit es nicht vor der Zufuhr von Brühwasser nach außen geschleudert wurde, zuverlässig nach außen, in die dem eigentlichen Filter benachbarten Randbereiche geschwemmt wird. Dabei kann gemäß Anspruch 5 der Zulauf sich im Bereich seiner Ausmündung etwa in Verlängerung eines Abschnittes der Bodenfläche des Filterinnenraumes erstrecken und das Brühwasser auf diese Bodenfläche abgeben. Hierdurch wird sichergestellt, daß das Brühwasser nicht aus der Ausmündung, z. B. in Form eines Ringspaltes oder einzelner Öffnungen herausspritzt, sondern tatsächlich den Boden spült und auf dem Boden liegendes Kaffeemehl mit sich nach außen schwemmt.

Vorzugsweise ist gemäß Anspruch 6 die deckseitige Begrenzung des Filterinnenraumes im wesentlichen eben, wodurch der Boden zur Mitte hin vertieft sein muß, was das Füllen des Filters mit Kaffeemehl erleichtert. Auch in diesem Fall wird der dem eigentlichen Filter benachbarte Raumbereich des Filterinnenraumes gut und schnell gefüllt, wodurch insbesondere auch Unwuchten vermieden werden. Dabei wirkt das Merkmal des Anspruches 7 in Richtung auf eine Reduzierung der Bauhöhe des Filters und damit der Kaffeemaschine.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand schematischer Zeichnungen erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 ausschnittsweise einen Zentrifugalfilter in Verbindung mit einer Wasserschale und dem an dieser montierten Antriebsmotor einer elektrischen Kaffeemaschine in einem Schnitt entlang der Rotationsachse und

Fig. 2 ausschnittsweise in einem Schnitt entlang der Rotationsachse eine abgewandelte Ausführungsform des Zentrifugalfilters.

In Fig. 1 ist ein Teil einer elektrischen Kaffeemaschine dargestellt, mit einer in einem nicht dargestellten Gehäuse schwingend aufgehängten Wasserschale 308, deren Boden 310 zur Mitte, d. h. gegen die Rotationsachse hin abfällt, wobei an dessen Unterseite eine elektrische Heizung 312 angeordnet ist. Im mittleren Bereich geht der Boden 310 in einen in der Schale nach oben ragenden Rohransatz 314 über, der in seinem obersten Endabschnitt ein Gleitlager 315 trägt. An der Unterseite der Wasserschale 308 sind Träger 316 ausgebildet, an denen ein Elektromotor 318 befestigt ist. Der Elektromotor 318 besitzt eine vertikal nach oben aufragende Welle 320, die sich durch den Rohransatz 314 der Wasserschale 308 erstreckt und in dem Gleitlager 315 gelagert ist. Ein Zentrifugalfilter 322 besitzt einen nach unten in die Wasserschale ragenden Hohlkegel 324, der als Fördereinrichtung für das Brühwasser dient. Im inneren des Hohlkegels 324 ist ein Stern von Rippen 326 ausgebildet, der eine zentrale Ausnehmung 328 aufweist, die auf das obere Ende der Welle 320 klemmend aufsteckbar ist, um den Zentrifugalfilter 322 mit dieser in Mitnahme- Eingriff zu bringen und zu zentrieren.

Der Zentrifugalfilter 322 besitzt ein schalenförmiges Unterteil 334 mit einem zur Rotationsachse der Motorwelle 320 radialen, ebenen mittleren Bodenbereich 336 mit einer zentralen Öffnung 338, an die nach unten der Hohlkegel 324 anschließt. Der Hohlkegel 324 und die zentrale Öffnung 338 im Bodenabschnitt 336 sind durch einen ebenen, in der Ebene des mittleren Bodenbereichs 336 liegenden Einsatz 340 unter Belassung eines Ringspaltes als Zulauf 342 für das Brühwasser zum Filterinnenraum 344 verschlossen. Die Einsatzplatte 340 besitzt an ihrer Unterseite Halterungsarme 346, die an der Innenwand des Hohlkegels 324, z. B. durch Kleben oder Schweißen befestigt sind. An den ebenen mittleren Bodenbereich 336 schließt sich nach außen ein schräg nach oben hin ansteigender Randbereich 348 an, der an seinem oberen äußeren Ende in einen ebenen radialen Flansch 350 mündet. Das Unterteil 334 des Zentrifugalfilters 322 ist mittels eines Deckels 352 verschlossen. Dessen Unterseite 354, die die deckseitige Begrenzung des Filterinnenraumes 344 bildet, ist eben und erstreckt sich radial zur Rotationsachse und taucht eine Strecke in das Unterteil ein, die etwa der Dicke des Flansches 350 entspricht. Hierzu besitzt der Deckel 352 im äußeren Randbereich seiner Unterseite 354 eine kreisringförmige Randausnehmung 356, deren Innenkante sich koaxial zur Rotationsachse erstreckt und mit der Innenkante des Flansches 350 zusammen einen zur Rotationsachse koaxialen Filterspalt 358 bildet. An den Filterspalt 358 schließt ein sich radial erstreckender weiterer Spalt 360 zwischen dem äußeren Bereich des Deckels 352 und dem Flansch 350 an, aus dem der Kaffee radial abgesprüht wird. Der Randbereich 348 des Bodens schließt mit der Rotationsachse einen Winkel von 30° und mit der Unterseite 354 des Deckels 352 einen Winkel von 60° ein. In den Filterinnenraum 344 ist eine Kaffeemehlmenge für vier Tassen Kaffee in der Lage eingezeichnet, in der sich das Kaffeemehl während des Zentrifugierens befindet. Durch unterbrochene Linien sind die Bereiche angedeutet, die jeweils durch unterschiedliche Kaffeemehlmengen für unterschiedliche Tassenzahlen zwischen einer und vier Tassen Kaffee eingenommen werden. Mit der Bezugsziffer 362 ist der äußerste Ringbereich bezeichnet, der etwa von dem Kaffeemehl für eine Tasse Kaffee eingenommen wird. Die daran anschließenden Ringräume 364, 366 und 368 werden von dem Kaffeemehl für eine zweite, eine dritte bzw. eine vierte Tasse Kaffee eingenommen. Man sieht, daß diese Ringräume nach innen zu jeweils eine größere Höhenerstreckung und eine geringere radiale Erstreckung aufweisen. Bei Verwendung von Kaffeemehl für drei Tassen Kaffee endet die Kaffeemehlschicht an der Übergangsstelle zwischen dem ebenen mittleren Bodenbereich 336 und dem geneigten Randbereich 348.

Ein Zentrifugalfilter gemäß Fig. 1 kann z. B. an dem axialen Filterspalt 358 einen Durchmesser von 95 mm und zwischen der Unterseite 354 des Deckels 352 und der Oberseite des Bodenbereiches 336 eine lichte Weite von 30 mm aufweisen.

Fig. 2 zeigt eine Abwandlung der Ausführungsform gemäß Fig. 1, wobei ein Zentrifugalfilter 422 einen ebenen mittleren Bodenbereich 436 aufweist mit einer zentralen Öffnung 438, an die nach unten ein Förderkegel 424 anschließt. Im Förderkegel 424 sind sternförmig Rippen 426 angeordnet, die eine zentrale Ausnehmung 428 aufweisen, mit dem sie auf den oberen Endabschnitt einer Motorwelle 420 aufgesteckt sind. Parallel zu dem ebenen, zur Rotationsachse radialen mittleren Bodenbereich 436 erstreckt sich eine die zentrale Öffnung 438 überdeckende Abdeckplatte 440, die mit von ihrer Unterseite nach unten ragenden Befestigungsansätzen 446 auf den Rippen 426, z. B. durch Kleben oder Schweißen befestigt ist. In ihrem äußeren Bereich erstreckt sich die Abdeckplatte 440 radial ein Stück über die ebene mittlere Bodenfläche 436, wobei dazwischen eine kreisringförmige, spaltförmige Auslaßöffnung 450 freibleibt. Aus dieser Auslaßöffnung 450 wird das vom Förderkegel 424 geförderte Brühwasser radial nach außen auf die Oberfläche des mittleren Bodenbereiches 436 abgegeben und spült restliches, auf dieser befindliches Kaffeemehl beim Zentrifugieren in den Randbereich 448.

Claims (8)

1. Elektrische Kaffeemaschine mit einem Zentrifugalfilter, der einen Filterinnenraum mit einem Boden und einer deckseitigen Begrenzung und einem dazwischen im radial äußersten Bereich angeordneten eigentlichen Filter aufweist, wobei der dem eigentlichen Filter benachbarte, während des Zentrifugierens das Kaffeemehl aufnehmende Bereich des Filterinnenraumes sich in seiner axialen Höhe mit einem Winkel zwischen dem Boden und der deckseitigen Begrenzung radial nach innen kontinuierlich erweitert, dadurch gekennzeichnet, daß der eigentliche Filter als Filterspalt (358) ausgebildet ist und der Filterinnenraum sich etwa vom Einlaß des Filterspalts (358) weg radial nach innen im wesentlichen über den ganzen, während des Zentrifugierens das Kaffeemehl aufnehmenden Bereich gleichmäßig erweitert mit einem Winkel zwischen dem Randbereich (348) des Bodens und der Unterseite (354) des Deckels (352) zwischen etwa 45° und etwa 68°.

2. Kaffeemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel zwischen dem Randbereich (348) des Bodens und der Unterseite (354) des Deckels (352) zwischen etwa 55° und etwa 64° beträgt.

3. Kaffeemaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel zwischen dem Randbereich (348) des Bodens und der Unterseite (354) des Deckels (352) insbesondere etwa 60° beträgt.

4. Kaffeemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelbereich (336) des Bodens einen Zulauf (342; 450) für das Brühwasser aufweist.

5. Kaffeemaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zulauf (450) einen Endabschnitt aufweist, der sich etwa in Verlängerung eines Abschnittes (436) des Bodens erstreckt und das Brühwasser im Filterinnenraum auf den Boden abgibt (Fig. 2).

6. Kaffeemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterseite (354) des Deckels (352) im wesentlichen eben ist.

7. Kaffeemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelbereich (336) des Bodens, der während des Zentrifugierens mit einer normalen Füllung mit der maximalen Kaffeemehlmenge (362 bis 368) nicht vom Kaffeemehl bedeckt ist, im wesentlichen eben ist.

8. Kaffeemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Filterinnenraum im Bereich, den die innerste, einer Tasse Kaffee entsprechende Kaffeemehllage (368) beim Zentrifugieren mit der maximal zulässigen Kaffeemehlmenge einnimmt, eine mittlere Höhe aufweist, die etwa das zwei- bis zehnfache, vorzugsweise etwa das zwei- bis sechsfache und insbesondere etwa das drei- bis fünffache der mittleren Höhe des Raumbereiches beträgt, den die äußerste, einer minimal zulässigen Kaffeemehlmenge entsprechende Kaffeemehllage (362) einnimmt.