DE3529204A1 - Elektrische kaffeemaschine mit einem zentrifugalfilter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Zentrifugalfilter einer elektrischen Kaffeemaschine ge­ mäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Ein derartiger Zentrifugalfilter ist bekannt aus dem deutschen Patent 30 29 546. Dabei umschließen zwei Gehäuseteile, nämlich ein schalenförmiges Bodenteil und ein im wesentlichen flaches Deckelteil den Filterinnenraum. Ein die beiden Gehäuseteile zusammenhaltender Bajonettverschluß wird durch Relativdrehung der Gehäuseteile zueinander gelöst. Dabei löst sich der Deckelteil vom Kaffeesatz-Kuchen. Der Kaf­ feesatz-Kuchen bleibt intakt und bleibt an der Innenwandung des schalenförmigen Bodenteiles hängen und löst sich erst durch kräftiges Klopfen oder Herauskratzen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Zentrifugalfilter gemäß dem Ober­ begriff des Patentanspruches 1 zu schaffen, bei dem die Entfernung des Kaffeesatzes erleichtert ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch das Merkmal des Kennzeichnungs­ teiles des Patentanspruches 1.

Derartige Ansätze können den Kaffeesatz-Kuchen zerstören bzw. in Krümel auflösen und/oder den Kaffeesatz von den Wandflächen der Gehäuseteile lösen, damit er leicht auswerfbar ist. Bei einem Zentrifugalfilter mit einem Bajonettverschluß zwi­ schen zwei Gehäuseteilen kann die zum Lösen des Bajonettverschlusses erforderliche Drehbewegung benutzt werden um mittels eines Ansatzes oder mehrerer Ansätze den Kuchen zu lösen oder zu zerstören. Aus der deutschen Patentschrift 24 28 188 ist eine Kaffeemaschine bekannt, bei der zwei Gehäuseteile des Zentrifugalfilters eine Relativbewegung zueinander ausführen. Auch in diesem Fall können Ansätze an ei­ nem oder an beiden Gehäuseteilen helfen, den Kaffeesatz zu lösen und auszuwerfen.

Wenn eines der Gehäuseteile als Schale ausgebildet und der andere Gehäuseteil im wesentlichen als Deckel, wird der Ansatz bzw. werden die Ansätze vorzugsweise an dem flacheren Gehäuseteil angeordnet und ragen in die Schale hinein. Der Kaffee­ satz-Kuchen läßt sich besonders leicht von der Wand lösen und gleichzeitig zerstö­ ren, wenn der Ansatz sich benachbart der Seitenwand der Schale in diese hinein er­ streckt. Der Ansatz kann dabei eine flache Lamelle sein, die sich in Schnitten nor­ mal zur Drehachse gesehen, etwa in Umfangsrichtung erstreckt und wie eine Art Messer entlang der Seitenwand der Schale gleitet. Falls die Seitenwand der Schale in einem Axialschnitt gesehen gewölbte oder kegelige Wandbereiche aufweist, kann der Ansatz elastisch ausgebildet sein und von den gewölbten oder kegeligen Wandtei­ len abgebogen werden. Hierdurch werden Probleme beim Schließen des Zentrifugal­ filters, d. h. beim Zusammensetzen der Gehäuseteile vermieden, da derartige Ansätze leicht entlang der Seitenwand der Schale zwischen dieser und dem bereits eingege­ benen Kaffeemehl eingreifen können.

Der Ansatz kann im Schnitt quer zur Drehachse gesehen keilförmig ausgebildet sein, wobei seine radial gemessene Dicke entgegen der Richtung der vor dem Öffnen re­ lativ zum anderen Gehäuseteil erfolgenden Bewegung zunimmt. In diesem Fall wird der Ansatz vorzugsweise wie ein Messer verwendet, das mit der Schneide voran in den noch ungeschnittenen Bereich eindringt.

Es kann auch vorteilhaft sein, an beiden Gehäuseteilen je mindestens einen Ansatz anzuordnen, wobei die Ansätze so angeordnet sind, daß ihre Bewegungsbahnen koaxial aneinander vorbeigreifen. Hierdurch wird der Kaffeesatz-Kuchen zwischen den Ansät­ zen zerrieben, auch wenn sie sich auf ihrer Bewegungsbahn nur nahekommen und nicht berühren.

Es kann auch vorteilhaft sein, die Ansätze schaufelförmig gekrümmt auszubilden, wobei die Krümmung vorzugsweise um zur Drehachse etwa radiale Biegeachsen er­ folgt und zweckmäßigerweise die Ansätze von ihrem Befestigungspunkt aus in die Richtung gebogen sind, in die sich das Gehäuseteil an dem sie befestigt sind, relativ zum anderen Gehäuseteil bewegt. Derartige Ansätze des einen Gehäuseteils können mit Vorteil auch am anderen Gehäuseteil anstoßen und von diesem elastisch abgebo­ gen sein. Diese schaufelförmige Ausbildung der Ansätze ist insbesondere von Vorteil bei Zentrifugalfiltern mit automatischem Ausschleudern des Kaffeesatzes, wenn zur Bildung eines etwa zur Drehachse koaxialen Filterspaltes eines der Gehäuseteile eine Stufe aufweisen muß, die das Ausschleudern des Kaffeesatzes behindert. In diesem Fall können die schaufelförmigen Ansätze den Kaffeesatz aus dem toten Winkel her­ ausschaufeln und in den Auswurfbereich bringen. Hierbei ist vor allem von Vorteil, wenn die schaufelförmigen Ansätze elastisch verbiegbar sind und auch beim Ausein­ anderfahren der beiden Gehäuseteile das gegenüberliegende Gehäuseteil erreichen und Kaffeesatz davon abstreifen.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 eine elektrische Kaffeemaschine mit einem Zentrifugalfilter in einem vertikalen Schnitt entlang der Achse des Zentrifugalfilters;

Fig. 2 ausschnittsweise einen Schnitt durch den Zentrifugalfilter entlang der Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 eine ausschnittsweise vergrößerte Darstellung eines Teils des Zentrifu­ galfilters in einem Schnitt entsprechend dem der Fig. 1;

Fig. 4 in einem Schnitt entsprechend dem der Fig. 1 eine abgewandelte Form eines Zentrifugalfilters für eine Kaffeemaschine mit Ausschleudern des Kaffeesatzes und

Fig. 5 ausschnittsweise einen Schnitt im wesentlichen entlang der Linie V-V in Fig. 4 und

Fig. 6 in einem Schnitt entsprechend dem der Fig. 3 ausschnittsweise eine abgewandelte Ausführungsform.

Die in den Fig. 1 bis 3 dargestellte elektrische Kaffeemaschine besitzt ein Sockel­ gehäuse 2 auf dem ein Sammelgefäß 4 angeordnet ist. Das Sammelgefäß 4 bildet eine ringförmige Rinne 6 mit im Schnitt U-förmigem Profil. Die Rinne 6 fällt nach einer Seite hin ab und weist an der tiefsten Stelle eine über das Sockelgehäuse 2 vorspringende Abflußschnauze 8 auf, unter die eine Kaffeetasse 10 gestellt werden kann.

Das Sammelgefäß 4 besitzt an seiner Unterseite Tragrippen 12, an denen ein Elek­ tromotor 14 befestigt ist. Eine Antriebsachse 16 ragt vertikal aus dem Motor 14 nach oben und trägt an ihrem oberen Ende eine Kupplungsscheibe 18. Eine Zentrifu­ gentrommel 20 weist im mittleren Bereich ihres horizontalen Bodens 22 eine Aus­ buchtung 24 nach oben auf, mit der sie lösbar auf der Kupplungsscheibe 18 festge­ klemmt ist. Die Oberseite der Ausbuchtung 24 weist eine radial vorspringende Um­ fangskante 26 auf, von der das von oben zugeführte Heißwasser beim Brühvorgang auf das in der Zentrifugentrommel angeordnete Kaffeemehl 28 verteilt abgesprüht wird. An den Boden 22 schließt eine sich konisch nach oben erweiternde Umfangs­ wand 30 an, an die sich als oberer Rand ein zylindrischer Wandabschnitt 32 an­ schließt. Dieser wiederum geht an seinem oberen Ende über in einem radial nach außen vorspringenden horizontalen Flansch 34. Vom zylindrischen Wandabschnitt 32 erstrecken sich ferner ebensoweit wie der Flansch 34 drei um den Umfang verteilte Vorsprünge 36 nach außen, in denen nach oben offene, als Bajonettverschluß gestaltete Taschen 38 ausgebildet sind. Ein Trommeldeckel 40 weist an seinem äußeren Um­ fang einen horizontalen Flansch 42 auf, der auf dem Flansch 34 der Zentrifugen­ trommel 20 aufliegt und nach unten weisende Bajonettverschlußhaken 44 aufweist, die in die Taschen 38 der Trommel eingreifen und durch Drehung des Deckels 40 entge­ gen der Rotationsrichtung der Trommel darin verhakt sind. An den Flansch 42 schließt nach innen ein nach unten ragender zylindrischer Wandabschnitt 46 des Deckels an, der sich mit seiner Außenseite entlang der Innenseite des zylindrischen Abschnittes 32 der Trommel nach unten erstreckt, wobei zwischen diesen beiden zylindrischen Wandabschnitten ein definierter enger Spalt verbleibt, der einen Spaltfilter für den Kaffee darstellt. Die obere innere Kante des Überganges zwischen dem zylindrischen Wandabschnitt 32 der Zentrifugentrommel und dem Flansch 34 besitzt eine Anpha­ sung 48, durch die zwischen dem Deckel 40 und der Trommel 20 ein Ringkanal 50 gebildet wird. In der Oberseite des Flansches 34 sind drei um den Umfang verteilte radiale Rinnen 52 ausgebildet, die zusammen mit dem Deckel Kanäle bilden, durch die das in dem Ringraum 50 gesammelte Filtrat abfließen kann. Der Querschnitt der drei so gebildeten Kanäle kann dabei jeweils etwa 3,5 mm betragen bei einer Zen­ trifugentrommel 20, die einen Außendurchmesser des Flansches 34 von 90 mm be­ sitzt und mit etwa 5000 Umdrehungen pro Minute rotiert. Im mittleren Bereich be­ sitzt der Deckel 40 eine Öffnung 56, durch die das heiße Wasser von oben in die Trommel eintritt.

Ein Gehäusedeckel 58 besitzt in seinem mittleren Bereich einen über der mittleren Eingießöffnung 56 der Trommel angeordneten Eingießtrichter 60 für das Heißwasser. Ferner besitzt der Gehäusedeckel 58 eine tief nach unten gezogene zylindrische Auf­ fangwand, die in die Rinne 6 des Sammelgefäßes 4 ragt und mit ihrer Innenwandung die Zentrifugentrommel 20 mit einem radialen Abstand von 2 mm umgibt. Von der Außenseite der Auffangwand 62 erstrecken sich ein Abdeckflansch 64 und Zentrier­ rippen 66, mit denen der Gehäusedeckel 58 auf dem Sammelgefäß 4 aufsitzt und zentriert wird.

Der Trommeldeckel 40 besitzt in Verlängerung des zylindrischen Wandabschnittes 46 flache, lamellenartige Ansätze 70, die sich entlang der Innenseite des zylindrischen Wandabschnittes 32 der schalenförmigen Zentrifugentrommel 20 sowie ein Stück ent­ lang der konischen Umfangswand 30 nach unten ragen. Dabei sind acht Ansätze 70 um den Umfang gleichmäßig verteilt ausgebildet. In horizontalen bzw. zur Drehachse normalen Schnitten gesehen, ist wie in Fig. 2 dargestellt, die Haupterstreckungsrich­ tung der Ansätze 70 in Umfangsrichtung, wobei die Kanten als stumpfe Schneiden ausgebildet sind und die radiale Dicke jedes Ansatzes 70 zur Mitte ihrer Umfangser­ streckung hin zunimmt. Man kann auch sagen, die Ansätze 70 sind nach beiden Sei­ ten keilförmig ausgebildet. Ihre radial äußere Wandfläche folgt der Krümmung der benachbarten Wandabschnitte 32 und 30 der Zentrifugentrommel 20. Der sich im Be­ reich des konischen Wandabschnittes 30 erstreckende Teil 72 jedes Ansatzes 70 ist durch Berührung mit der konischen Umfangswand 30 gegen die Drehachse hin aus seiner ursprünglich senkrechten Erstreckung abgebogen. Es hat sich gezeigt, daß bei einem Zentrifugalfilter der in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Art derartige Ansätze 70, die sich etwa über die Hälfte der lichten inneren Höhe des Filterinnenraumes 74 erstrecken, geeignet sind bei einer Drehung der schalenförmigen Zentrifugen­ trommel 20 und dem Trommeldeckel 40 relativ zueinander den Kaffeesatz-Kuchen von den Innenwandflächen der Zentrifugentrommel abzudrücken, wobei der Kuchen sich gleichzeitig in kleine Stücke auflöst.

Die vorstehend beschriebene Kaffeemaschine funktioniert wie folgt:

Bei abgenommenem Gehäusedeckel 58 und Trommeldeckel 40 wird Kaffeemehl in die Trommel 20 eingefüllt. Nach Aufsetzen der beiden Deckel wird der Elektromotor 14 in Gang gesetzt und die erforderliche Menge Brühwasser in den Fülltrichter 60 ein­ gegossen. Das Wasser fällt auf die Ausbuchtung 24 im Boden der Trommel 20 und wird von da nach außen auf das Kaffeemehl 28 geschleudert, das sich ringförmig verteilt hat. Der auf der Außenseite des Kaffeemehlringes 28 austretende Kaffee wird von der konischen Umfangswand 30 der Trommel 20 nach oben gelenkt und fließt dann durch den Filterspalt 47 zwischen den zylindrischen Wandabschnitten 32 der Trommel 20 und 46 des Trommeldeckels 40 in den Ringkanal 50, von wo er durch die drei radialen Rinnen 52 nach außen abgeschleudert wird. Der Kaffee fließt dann entlang der Auffangwand 62 nach unten in die Rinne 6 des Sammelgefäßes 4, aus dem er durch die Schnauze 8 nach außen in die Kaffeetasse 10 abfließt. Der Zentrifugalfilter, der als ein Gehäuseteil die Zentrifugentrommel 20 und als zweites Gehäuseteil den Trommeldeckel 40 aufweist, wird dann zum Reinigen von der Kupp­ lungsscheibe 18 abgezogen und aus dem Gerät genommen. Der Trommeldeckel 40 wird relativ zur Zentrifugentrommel 20 entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht um die Verhakung der Bajonettverschlußhaken 44 in den Taschen 38 der Trommel zu lösen. Dabei findet eine Drehung statt, die ausreicht, daß die Ansätze 70 alle Stellen der Umfangswände 30 und 32 der Zentrifugentrommel 20 bestreichen und den Kaffee­ satz-Kuchen lösen. Nach dem Abziehen des Trommeldeckels 40 in axialer Richtung kann der Kaffeesatz leicht aus der Zentrifugentrommel 20 ausgeschüttet werden.

Wie an einem Ansatz 70 in den Fig. 2 und 3 in unterbrochenen Linien 76 angedeu­ tet, können die Ansätze sich auch bis in den Bereich des Bodens 22 der Zentrifu­ gentrommel 20 nach unten erstrecken, was das Lösen des Filterkuchens noch weiter fördern kann, jedoch wird in den meisten Fällen die aus den Fig. 1 und 3 zu erse­ hende kürzere Länge der Ansätze 70 in ihrer Längserstreckung bereits ausreichen, um den Kaffeesatz-Kuchen zu lösen und bietet Vorteile hinsichtlich eines geringeren Fertigungsaufwandes und einer leichteren Reinigbarkeit des Trommeldeckels 40.

In den Fig. 4 und 5 ist ausschnittsweise ein abgewandelter Zentrifugalfilter darge­ stellt, der ein Bodenteil 412 und ein Deckelteil 430 aufweist, die in axialer Rich­ tung relativ zueinander bewegbar sind. Zum Beispiel kann das Deckelteil 430 in der Höhe feststehend angeordnet und das Bodenteil mit einer Steuereinrichtung verbunden sein. Das Bodenteil 412 ist im Randbereich nach unten abgekröpft mit einer zylindrisch nach unten ragenden Umfangswand 442, an die eine radial nach außen ragende Schulter 444 mit einer Nut 445 zur Aufnahme eines Verschluß-Dichtungsringes 448 anschließt. Das Deckelteil 430 besitzt im Randbereich eine entsprechende Abkröp­ fung mit einer zylindrischen Ringwand 454, deren Innenwandfläche zusammen mit der zylindrischen Umfangsfläche 442 einen Filterspalt begrenzt. An das untere Ende der Umfangswand 454 schließt ein radial nach außen ragender Flansch 455 an, des­ sen Unterseite zum Zusammenwirken mit dem Verschluß-Dichtungsring 448 bestimmt ist. Durch leichtes Absenken des Bodenteiles 412 aus der in Fig. 4 dargestellten ge­ schlossenen Stellung wird der Ausströmkanal geöffnet. Durch ein weiteres stärkeres Absinken des Bodenteiles 412 wird ein breiter Auswurfspalt zum Ausschleudern des Kaffeesatzes geöffnet. Um zu verhindern, daß hinter der zylindrischen Ringwand 454 des Deckelteiles 430 Kaffeesatz beim Ausschleudern hängen bleibt, besitzt das Bo­ denteil 412 im äußeren Randbereich nach oben ragende flache, elastisch verbiegbare Schaufelansätze 502. Die Schaufelansätze stoßen an der unteren Wandfläche des Deckelteiles 430 an und liegen auch in der maximal auseinandergehobenen Stellung von Deckelteil 430 und Bodenteil 412 am Deckelteil an, wie in Fig. 5 durch unter­ brochene Linien 504 schematisch angedeutet ist. Dabei sind die Schaufelansätze 502, die sich mit ihrer Fläche radial zur Drehachse erstrecken, so abgebogen, daß sie ei­ ner Relativdrehung zwischen dem Bodenteil 412 und dem Deckelteil 430 entgegen gerichtet sind. Die Relativdrehung zwischen dem Bodenteil 412 und dem Deckelteil 430 kann auf die aus der deutschen Patentschrift 24 28 188 bekannte Art erzielt werden oder mittels einer unmittelbar auf ein drehbar mit der Antriebswelle gekup­ peltes Gehäuseteil einwirkenden Bremse. Die Schaufelräder wirken in diesem Fall als Schaber, die den hinter der Ringwand 454 liegenden Kaffeesatz herausschaben und nach unten fördern, wo er ausgeschleudert werden kann. Die Steuereinrichtung zur axialen Bewegung des Bodenteiles 412 und des Deckelteiles 430 relativ zueinander kann ähnlich wie in der deutschen Offenlegungsschrift 25 24 610 oder in dem deut­ schen Patent 24 28 188 beschrieben ausgebildet sein.

Fig. 6 zeigt in einem Schnitt entsprechend dem der Fig. 1 und 3 einen abgewandel­ ten Zentrifugalfilter, der in seinem Grundaufbau dem der Fig. 1 bis 3 ähnlich ist. Eine Zentrifugentrommel 620 besitzt einen zylindrischen Wandabschnitt 632 und einen zwischen diesem und einem Boden 622 erstreckenden, sich konisch nach unten veren­ genden Umfangswandabschnitt 630. Ein Trommeldeckel 640 bildet mit einer kreisring­ förmigen, sich normal zur Drehachse erstreckenden ebenen Deckwand 641 die deck­ seitige Begrenzung des Filterinnenraumes 674. In dem das Kaffeemehl aufnehmenden Bereich des Filterinnenraumes 674 ragen vom Boden gleichmäßig um die Drehachse verteilt acht zylindrische Ansätze 660 parallel zur Drehachse auf und erstrecken sich ein kleines Stück über die Hälfte der lichten Höhe des Filterinnenraumes 674 in diesem Bereich. Von der Deckwand 641 ragen acht Ansätze 670 parallel zur Dreh­ achse bis über die Hälfte der lichten Höhe des Filterinnenraumes nach unten und sind ein Stück in radialer Richtung gegen die Ansätze 660 des Bodens 622 versetzt, um bei einer Drehung des Deckels 640 relativ zur Zentrifugentrommel 620 an den Ansätzen 660 des Bodens 622 in einem Abstand vorbei zu laufen. Diese An­ sätze 660 und 670 haben den Zweck, den Kaffeesatz-Kuchen bei der Drehung des Trommeldeckels 640 relativ zur Zentrifugentrommel 20 zu zerreißen bzw. zu zerkrü­ meln.

Claims (12)

1. Zentrifugalfilter einer elektrischen Kaffeemaschine mit zwei um die Drehachse des Zentrifugalfilters relativ zueinander drehbaren, den Brühraum umschließende Gehäuseteilen, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der Gehäuseteile (20, 40; 412, 430; 620, 640) mindestens einen in den das Kaffee­ mehl aufnehmenden Bereich des Filterinnenraumes (74; 674) ragenden Ansatz (70, 72; 502; 660, 670) aufweist.

2. Zentrifugalfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Gehäu­ seteil als Schale (20; 430; 620) ausgebildet ist und mindestens ein Ansatz (70, 72; 502; 670) des anderen Gehäuseteils (40; 412; 640) in die Schale hineinragt.

3. Zentrifugalfilter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz (70, 72) sich benachbart der Seitenwand (Umfangswand 30, 32) der Schale erstreckt.

4. Zentrifugalfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz (70, 72) eine flache Lamelle ist, die sich in Schnitten normal zur Drehachse gesehen etwa in Umfangsrichtung erstreckt.

5. Zentrifugalfilter nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sei­ tenwand (30, 32) der Schale (20) mindestens zum Teil gewölbt oder kegelig (30) ist und der Ansatz (70, 72) elastisch ausgebildet ist und von dem gewölb­ ten oder kegeligen Wandteil (30) abgebogen wird.

6. Zentrifugalfilter nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz (70, 72) sich entlang der Seitenwand (30, 32) der Schale (20) er­ streckt.

7. Zentrifugalfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz (70, 72) in Schnitten normal zur Drehachse gesehen, keilförmig aus­ gebildet ist, wobei seine radial gemessene Dicke entgegen der beim Öffnen re­ lativ zum anderen Gehäuseteil (20) erfolgenden Bewegung zunimmt.

8. Zentrifulgalfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß beide Gehäuseteile (620, 640) je mindestens einen Ansatz (660, 670) aufweisen und die Bewegungsbahnen der Ansätze (660, 670) koaxial aneinander vorbeigrei­ fen.

9. Zentrifugalfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansätze (502) schaufelförmig gekrümmt sind.

10. Zentrifugalfilter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansätze (502) um zur Drehachse etwa radiale Biegeachsen gekrümmt sind, vorzugsweise in Drehrichtung des Gehäuseteiles (412) an dem sie angeordnet sind, relativ zu dem anderen Gehäuseteil (430).

11. Zentrifugalfilter nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die An­ sätze (502) des einen Gehäuseteils (412) am anderen Gehäuseteil (430) anstoßen und von diesem elastisch abgebogen sind.

12. Zentrifugalfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz (70, 72; 660, 670) sich etwa bis zur Hälfte der lichten axialen Höhe des Filterinnenraumes (74; 674) oder etwas darüber hinaus erstreckt.