DE4441026A1 - Zentrifugenfilter einer elektrischen Kaffeemaschine - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Zentrifugenfilter ei­ ner elektrischen Kaffeemaschine nach dem Oberbegriff des An­ spruches 1.

Ein derartiges Zentrifugenfilter ist aus der DE-PS 32 04 255 bekannt, wobei die Zentrifugentrommel und der Trommeldeckel im zusammengesetzten Zustand zwischen sich den Filterspalt bilden. Zum Befestigen des Trommeldeckels an der Zentrifu­ gentrommel weisen beide korrespondierende Befestigungsmittel auf. Nachteilig bei einem derartigen Zentrifugenfilter ist, daß durch die mechanische und thermische Beanspruchung der beiden Teile es zu vorübergehenden oder auch bleibenden Verformungen, insbesondere des Trommeldeckels, kommen kann, und sich infolgedessen der Filter- bzw. Ringspalt verändert, so daß Filterspaltbereiche zu großer und zu kleiner Breite entstehen können. Dadurch kann es zum einen zu Unwuchten beim Betrieb des Zentrifugenfilters kommen und zum anderen zum unerwünschten Ausschleudern von Kaffeemehl durch den Filterspalt bzw. einer zu kurzen Kontaktzeit des Brühwas­ sers mit dem Kaffeemehl.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Zentrifugen­ filter einer elektrischen Kaffeemaschine bereitzustellen, das den obigen Nachteil beseitigt.

Dies wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 erreicht. Durch die Aufteilung des Trommeldeckels in das erste und zweite Deckelteil ist es möglich, dem einen Dec­ kelteil die Befestigungsaufgaben zu übertragen, wohingegen das andere Deckelteil zusammen mit der Zentrifugentrommel die Definition des Filterspaltes bestimmt. Zur Lösung dieser beiden Teilaufgaben kann nun jeweils das für die zwei Dec­ kelteile geeignete Material bzw. die geeignete Formgestal­ tung ausgewählt werden. Während das Material bzw. die Form des ersten Deckelteils vor allem bezüglich der mechanischen Festigkeit optimiert werden kann, steht bei der Materialaus­ wahl und Formgestaltung des zweiten Deckelteils dessen Zu­ sammenwirken mit der Zentrifugentrommel zur Definition des Filterspaltes im Vordergrund. Ein Verziehen der Form des er­ sten Deckelteils infolge der hohen mechanischen und thermi­ schen Beanspruchung hat nun nicht mehr zwangsläufig auch ei­ ne Veränderung der Dimension des Filterspaltes zur Folge.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist zur Befestigung des Trommeldeckels an der Zentrifugentrommel ein Bajonett­ verschluß vorgesehen. Dieser ist geeignet, die auftretenden Kräfte aufzunehmen und konstruktiv einfach, das Wirkungs­ prinzip des Zentrifugenfilters nicht störend, am Umfang der Zentrifugentrommel bzw. des ersten Deckelteils anformbar.

Durch das Herstellen der Zentrifugentrommel und des zweiten Deckelteils aus demselben Material ist ein gleiches Wärme­ ausdehnungsverhalten der den Filterspalt bestimmenden Teile und ein ähnliches Alterungsverhalten sichergestellt. Zwi­ schen beiden vorhandene Abstandsbeziehungen ändern sich des­ halb im Betrieb und über die Lebensdauer nur unwesentlich.

Vorteilhafterweise weist das erste Deckelteil zum Abnehmen des Trommeldeckels von der Zentrifugentrommel einen Deckel­ griff auf.

Um bleibende Verformungen infolge der hohen Beanspruchung des zweiten Deckelteils zu vermeiden, ist dieses rotations­ symmetrisch ausgebildet. Dadurch sind sich über einen Teil des Kreisumfangs erstreckende Vorsprünge und damit verbunde­ ne Kanten, die Verzugserscheinungen verstärken könnten, ver­ mieden.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform sind das erste und das zweite Deckelteil lösbar miteinander verrastet. Dies er­ leichtert zum einen das Aufsetzen des Trommeldeckels auf die Zentrifugentrommel und zum anderen das Abnehmen des Trommel­ deckels, wenn das zweite Deckelteil mit der Zentrifugentrom­ mel aufgrund dazwischen eingeklemmten Kaffeemehls schwer von der Trommel lösbar ist.

Besonders einfach ist das zweite Deckelteil von der Zentri­ fugentrommel abnehmbar, wenn dieses, insbesondere im einge­ rasteten Zustand, drehbar im ersten Deckelteil gelagert ist. Dann ist beim einem drehenden Lösen des Deckelteils von der Zentrifugentrommel das zweite evtl. verklemmte Deckelteil nicht zu bewegen, sondern nur senkrecht abzuziehen.

Vorteilhafterweise ist der ringförmige Filterspalt als hori­ zontaler Spalt zwischen dem zweiten Deckelteil und der Zen­ trifugentrommel ausgebildet. Dieser horizontale Filterspalt definierter Breite ist fertigungstechnisch einfacher aus zu­ bilden als ein vertikaler Filterspalt, der über die im we­ sentlichen zylindrischen Wandabschnitte der Zentrifugentrom­ mel und des Trommeldeckels gebildet ist.

Der erste Deckelteil kann im wesentlichen als Ring ausgebil­ det sein. Dies ist ausreichend, um die Befestigungsfunktion zu übernehmen, und ermöglicht es, das erste Deckelteil mate­ rialsparend auszuführen.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist ein die Trom­ mel von unten umgreifender Befestigungsring vorgesehen, der zu den Befestigungsvorrichtungen des ersten Deckelteils kor­ respondierende Befestigungsmittel aufweist und an dem ersten Deckelteil befestigt, die Zentrifugentrommel und das zweite Deckelteil den Filterspalt zwischen beiden bildend zusammen­ hält. So ist auch die Zentrifugentrommel von der Befesti­ gungsfunktion befreit, was eine konstruktive Vereinfachung, eine Vergrößerung der Formstabilität und eine freiere Mate­ rialauswahl ermöglicht. Um die Handhabarkeit des Zentrifu­ genfilters zu verbessern, ist der Befestigungsring lösbar mit der Zentrifugentrommel verrastet.

Nachfolgend sind anhand schematischer Darstellungen zwei Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Zentrifugenfil­ ters einer elektrischen Kaffeemaschine beschrieben. Es zei­ gen:

Fig. 1 eine Kaffeemaschine mit einem stark vereinfacht dargestellten Zentrifugenfilter gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel in einem vertikalen Schnitt entlang der Rotationsachse;

Fig. 2 eine Seitenansicht der Zentrifugentrommel;

Fig. 3 eine Draufsicht des ersten Deckelteils;

Fig. 4 eine Querschnittdarstellung des ersten Deckel­ teils im wesentlichen entlang der Linie IV-IV in Fig. 3;

Fig. 5 ausschnittsweise eine Querschnittdarstellung des zweiten Deckelteils in vergrößertem Maßstab;

Fig. 6 ausschnittsweise eine Querschnittdarstellung des zusammengebauten Zentrifugenfilters und

Fig. 7 entsprechend der Darstellung in Fig. 6 einen Ab­ schnitt eines zusammengesetzten Zentrifugenfil­ ters gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel.

Die elektrische Kaffeemaschine weist ein Sockelgehäuse 2 mit einer seitlich daran ausgebildeten Stellfläche 4 für zwei Kaffeetassen 6 auf. Auf dem Sockelgehäuse 2 ruht eine insge­ samt napfkuchenförmige Wasserschale 8 mit einem zur Mitte hin abfallenden Boden 10, an dessen Unterseite eine elektri­ sche Heizung 12 angeordnet ist. Im mittleren Bereich geht der Boden 10 in einen, in der Schale nach oben ragenden Rohransatz 14 über, durch den sich eine vertikale Welle 16 eines Elektromotors 18 erstreckt, der von Trägern 20 gehal­ ten ist, die an der Unterseite des Bodens 10 der Wasserscha­ le 8 ausgebildet sind.

Ein Zentrifugenfilter 22 besitzt einen nach unten in die Wasserschale ragenden Hohlkegel 24, der als Fördereinrich­ tung für das in der Wasserschale 8 erzeugte Brühwasser dient. Im Inneren des Hohlkegels 24 ist ein Rippenstern 26 ausgebildet, der eine zentrale Ausnehmung 28 aufweist, die auf das obere Ende der Welle 16 klemmend aufsteckbar ist, um den Zentrifugenfilter 22 auf dieser in Mitnahmeeingriff zu zentrieren.

Auf dem oberen Rand der Wasserschale 8 sitzt ein ringförmi­ ger Sammelraum 30 mit einem zur Stellfläche 4 für die Kaf­ feetassen 6 hin abfallenden Boden 32 und einem etwa radial nach außen ragenden Ablaufkanal 34, der sich zu zwei Ausläu­ fen 36 verzweigt (von denen in der Zeichnung nur einer zu sehen ist). Auf dem Sammelraum 30 ruht ein Deckel 38 mit ei­ ner nach unten ragenden zylindrischen Ringwand 40, die nach unten in den ringförmigen Sammelraum 30 hineinragt und den aus dem Zentrifugenfilter 22 abgeschleuderten Kaffee letzt­ lich auffängt und in den Ringraum 30 hinunter ableitet.

Vom Boden der Wasserschale 8 ragen zwei um den Umfang ver­ teilte, relativ zur Welle 16 radiale Rippen 42 vertikal nach oben, deren Oberkante gestuft ist und jeweils einen niedri­ geren Bereich 44 und einen höheren Bereich 46 aufweist. Die Oberkantenabschnitte 44 und 46 haben jeweils eine gewisse radiale Erstreckung und sind gegen die Mitte der Wasserscha­ le hin leicht abfallend ausgebildet.

Im folgenden wird die grundsätzliche Funktion der Kaffeema­ schine beschrieben.

Bei abgenommenem Deckel 38 und von der Welle 16 abgezogenen Zentrifugenfilter 22 wird Frischwasser von oben in die Was­ serschale 8 eingegossen. Dabei zeigen die Rippen 42 die er­ forderliche Füllhöhe für eine Tasse oder zwei Tassen Kaffee an. Dann wird nach dem Abnehmen des Deckels 50 des Zentrifu­ genfilters 22 das Kaffeemehl 52 in diesen eingefüllt. An­ schließend wird das Zentrifugenfilter 22 auf die Welle 16 gesteckt und der Deckel 38 aufgesetzt, und es werden zwei Tassen 6 unter die Ausläufe 36 auf die Stellfläche 4 ge­ setzt. Durch Betätigung des Ein-/Ausschalters 60 wird die Heizung 12 eingeschaltet. Ein nicht dargestellter, an der Wasserschale 8 angeordneter Temperaturfühler läßt eine Si­ gnallampe 62 aufleuchten sobald die Brühtemperatur erreicht ist. Die Maschine ist damit in einer Bereitschaftsstellung und der Benutzer kann, sobald er Kaffee trinken will, durch Betätigung des Tastschalter 64 den Motor 8 in Gang setzen. Hierdurch wird das Zentrifugenfilter 22 beschleunigt, wobei zuerst das Kaffeemehl 52, wie dargestellt, ringförmig ver­ teilt wird. Sobald eine genügende Drehzahl erreicht ist, be­ ginnt der Hohlkegel 24 Wasser zu fördern und schleudert die­ ses durch einen Förderspalt 54 an seinem oberen Ende auf die ringförmige Anhäufung aus Kaffeemehl 52. Der bereitete Kaf­ fee tritt aus dem Zentrifugenfilter 22 durch einen horizon­ talen Filterspalt bzw. Ringspalt 56 aus und wird letztend­ lich von der Ringwand bzw. Auffangwand 40 des Deckels 38 ge­ fangen und nach unten in den Sammelraum 30 geleitet, von wo er durch den Kanal 34 mit einer darin angeordneten Vertei­ lereinrichtung und die Ausläufe 36 in die Kaffeetassen 6 fließt. Der Benutzer kann durch Loslassen des Tastschalters 64 den Motor wieder stillsetzen. Der letzte abgeschleuderte Kaffee benötigt noch einen Moment, bis er entlang der Ring­ wand 40 nach unten und durch den Sammelraum, den Kanal und die Ausläufe 36 in die Kaffeetassen 6 abgeflossen ist. Der Schleudervorgang dauert etwa 35 bis 40 Sekunden und der Be­ nutzer hält während dieser Zeit den Tastschalter 64 ge­ drückt.

Das Zentrifugenfilter 22 besteht aus einer Zentrifugentrom­ mel 71 und dem Deckel 50. Die sich nach oben erweiternde Um­ fangswand der schalenförmigen Zentrifugentrommel endet in einem sich als oberer Rand anschließenden zylindrischen Wandabschnitt 72. Die Zentrifugentrommel 71 aus PC-Material (Polycarbonat) weist an ihrem oberen Rand an der Außenum­ fangswandung vier erste Klauen 73 auf, die gleichmäßig um den Umfang der Trommel 71 verteilt und beabstandet angeord­ net sind. Jede erste Klaue 73 weist an deren Unterseite eine schräg verlaufende erste Klauenbahn 75 und an deren Obersei­ te einen sich über eine an der ringförmigen Stirnfläche der Zentrifugentrommel 71 ausgeformten horizontalen Spaltfläche 76 etwas nach oben hinaus erstreckenden Klauenvorsprung 78 auf. Am Übergang von der vertikalen Innenumfangswandung des zylindrischen Wandabschnittes 72 zu der horizontalen Spalt­ fläche 76 ist eine Phase 80 ausgeformt, um das Aufsetzen des Deckels 50 auf die Trommel 71 zu erleichtern.

Der Deckel 50 besteht aus einem ersten Deckelteil 81 aus PA (Polyamid) und einem zweiten Deckelteil 101 aus PC. Das er­ ste Deckelteil 81 ist aus einem Ring 83 gebildet, den ein Griffsteg 85 durchgreift. Entlang der äußeren Umfangswandung des Rings 83 befinden sich gleichmäßig beabstandet verteilt Griffnocken 87. An der Oberseite des Rings 83 sind vier gleichmäßig um den Umfang verteilte kreissegmentförmige Ent­ formungsöffnungen 89 ausgeformt. Dazu korrespondierend sind im unteren Bereich des Rings 83 an dessen inneren Umfangs­ wandung zu den ersten Klauen 73 der Zentrifugentrommel 71 korrespondierende zweite Klauen 91 mit entsprechenden zwei­ ten Klauenbahnen 93 ausgeformt. Die ersten und zweiten Klau­ en 73, 91 bilden einen zur Befestigung des Deckels 50 auf der Trommel 71 verwendeten Bajonettverschluß. Zusätzlich sind an einer abgestuften Innenumfangswandung 94 des ersten Deckelteils 81 in deren oberen Bereich vier Rastvorsprünge 95 ausgebildet, die wie nachfolgend beschrieben ist, zur Verrastung des zweiten Deckelteils 101 am ersten Deckelteil 81 dienen. Durch die Abstufung der Innenumfangswandung 94 von einem größeren Durchmesser im unteren Bereich zu einem kleineren Durchmesser im oberen Bereich ist eine horizontale ringförmige Auflagefläche 97 gebildet.

Das zweite Deckelteil 101 ist rotationssymmetrisch und um­ faßt eine Deckelplatte 103 mit einer sich an deren Umfang nach unten erstreckenden Umfangswand 105. Am oberen Umfangs­ rand der Deckelplatte 103 ist ein sich horizontal nach außen erstreckender ringförmiger Auflageflansch 107 und von diesem nach innen versetzt ein sich nach oben erstreckender ring­ förmiger Deckelansatz 109 mit einer umlaufenden, ringförmi­ gen Rastschulter 111 ausgeformt. Die Umfangswand 105 besitzt an ihrer äußeren Umfangsfläche sich jeweils vertikal er­ streckende, von der Umfangswand vorspringende erste Ab­ standsrippen 113 mit einer Stärke von 5/100 mm. Der Auflage­ flansch 107 besitzt an seiner Unterseite sich radial nach außen erstreckende zweite Abstandsrippen 115, die etwa 3/100 mm stark sind. Diese Abstandsrippen 113, 115 sind gleichmä­ ßig um den Umfang des zweiten Deckelteils 101 verteilt ange­ ordnet.

Fig. 6 zeigt das Zentrifugenfilter 22 im zusammengebauten Zustand. Dabei bestehen sowohl die Zentrifugentrommel 71 als auch das zweite Deckelteil 101 aus Polycarbonat und das er­ ste Deckelteil 81 aus Polyamid. Das zweite Deckelteil 101 liegt im Bereich der Unterseite des Auflageflansches 107 über dessen zweite Abstandsrippen 115 auf der horizontalen Spaltfläche 76 der Zentrifugentrommel 71 auf. Zwischen der Außenfläche der Umfangswand 105 des zweiten Deckelteils 101 und der Innenumfangswand des zylindrischen Wandabschnittes 72 der Trommel 71 ist ein vertikaler Filterspaltbereich 117 gebildet. Dessen minimale Größe ist durch die Stärke der er­ sten Abstandsrippen 113 des zweiten Deckelteils 101 auf 5/100 mm begrenzt und deshalb stets größer als der horizon­ tale Filterspalt 56. Durch den Bajonettverschluß ist das zweite Deckelteil 101 durch das Zusammenwirken der Oberseite des Auflageflansches 107 des zweiten Deckelteils 101 mit der Auflagefläche 97 des ersten Deckels 81 über die zweiten Ab­ standsrippen 115 auf die Spaltfläche 76 der Zentrifugentrom­ mel 71 gepreßt. Dem Filterspalt 56 liegen radial gering be­ abstandet abschnittsweise die vier Klauenvorsprünge 78 der Trommel 71 gegenüber. Diesen Abschnitten sind jeweils auch die Entformungsöffnungen 89 zugeordnet.

In Abwandlung des ersten Ausführungsbeispiels umgreift gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 ein Befesti­ gungsring 121 den oberen Bereich einer Zentrifugentrommel 123 von unten, wobei er mit einem die Trommel 123 von oben umgreifenden ersten Deckelteil 125 einen Bajonettverschluß bildet. Dadurch ist das zweite Deckelteil 101 entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel auf die Zentrifugentrommel 123 gedrückt. Das erste Deckelteil 125 weist vier sich nach unten erstreckende erste Befestigungsarme 127 mit ersten Nockenbahnen 129 auf und der Befestigungsring 121 korrespon­ dierend dazu vier zweite Befestigungsarme 131 mit zweiten Nockenbahnen 133.

Claims (11)

1. Zentrifugenfilter einer elektrischen Kaffeemaschine mit einer schalenförmigen, um eine vertikale Achse drehbar gelagerten Zentrifugentrommel und einem Trommeldeckel, die gemeinsam einen dazwischenliegenden Filterspalt be­ grenzen und lösbar zusammengesetzt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Trommeldeckel (50) ein erstes Deckelteil (81) und ein zweites Dec­ kelteil (101) aufweist, daß das erste Deckelteil (81) Befestigungsvorrichtungen (91) aufweist zum Befestigen des ersten Deckelteils (81) und des zwischen dem ersten Deckelteil (81) und der Zentrifugentrommel (71) einge­ legten zweiten Deckelteils (101) an der Trommel (71), und daß das zweite Deckelteil (101) den Filterspalt (56) begrenzt.

2. Zentrifugenfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß zur Befestigung des Trommeldeckels (50) an der Zentrifugentrommel (71) ein Bajonettverschluß (73, 91) dient.

3. Zentrifugenfilter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Zentrifugentrommel (71) und das zweite Deckelteil (101) aus demselben Material herge­ stellt sind.

4. Zentrifugenfilter nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Deckelteil (81) einen Deckelgriff (85) aufweist.

5. Zentrifugenfilter nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Deckelteil (101) rotationssymmetrisch ausgebildet ist.

6. Zentrifugenfilter nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das zweite Deckelteil (81, 101) lösbar miteinander verra­ stet sind.

7. Zentrifugenfilter nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Deckelteil (101) drehbar im ersten Deckelteil (81) gelagert ist.

8. Zentrifugenfilter nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der Filterspalt (56) als horizontaler Spalt zwischen dem zweiten Deckelteil (101) und der Zentrifugentrommel (71) ausgebildet ist.

9. Zentrifugenfilter nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Deckelteil (81) im wesentlichen als Ring ausgebildet ist.

10. Zentrifugenfilter nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Trommel (123) von unten umgreifender Befestigungsring (121) vorgese­ hen ist, der zu den Befestigungsvorrichtungen (129) des ersten Deckelteils (125) korrespondierende Befesti­ gungsmittel (133) aufweist und an dem ersten Deckelteil (125) befestigt, die Zentrifugentrommel (123) und das zweite Deckelteil (101) den Filterspalt (56) dazwischen bildend, zusammenhält.

11. Zentrifugenfilter nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Befestigungsring (121) lösbar mit der Zentrifugentrommel (123) verrastet ist.