DE102021102743B3

DE102021102743B3 - Automatisiert einstellbare Kaffeemaschine und zugehöriger Kaffeebohnenbehälter

Info

Publication number: DE102021102743B3
Application number: DE102021102743.8A
Authority: DE
Inventors: Marius Kütemeyer; Dominik Maier; Markus Unger
Original assignee: Next Level Coffee GmbH
Current assignee: NEXT LEVEL COFFEE GMBH, DE
Priority date: 2021-02-05
Filing date: 2021-02-05
Publication date: 2022-07-07
Anticipated expiration: 2041-02-06
Also published as: JP2024505704A; WO2022167560A2; US20240099516A1; EP4287915A2; WO2022167560A3; KR20230142762A; CA3207204A1; AU2022217449A1

Abstract

Es ist eine Kaffeemaschine (200), ein Kaffeebohnenbehälter (100), und ein System (10) bestehend aus Kaffeemaschine (200) und Kaffeebohnenbehälter (100) beschrieben. Der Kaffeebohnenbehälter (100) weist ein Kennzeichnungselement (130) auf, welches von der Kaffeemaschine (200) ausgelesen wird, wenn der Kaffeebohnenbehälter (100) auf die Kaffeemaschine (200) gesetzt wird. Basierend auf den aus dem Kennzeichnungselement (130) ausgelesenen Informationen wird ein Parameter-Set auf die Kaffeemaschine (200) angewandt und die Kaffeemaschine (200) wird individuell für den aufgesetzten Kaffeebohnenbehälter (100) eingestellt.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Beschreibung betrifft das technische Gebiet der maschinellen Zubereitung von Kaffeegetränken, insbesondere betrifft die Beschreibung eine Kaffeemaschine, einen Kaffeebohnenbehälter zur Verwendung mit dieser Kaffeemaschine, und ein System bestehend aus einer Kaffeemaschine und einem Kaffeebohnenbehälter.
Technischer Hintergrund
Kaffeegetränke werden seit langer Zeit konsumiert. Das allgemeine Prinzip ist dabei im Grunde stets das Gleiche: eine Kaffeebohne wird geröstet, anschließend wird die geröstete Kaffeebohne zu Kaffeepulver gemahlen, dann wird eine Flüssigkeit, meistens heißes Wasser, auf das Kaffeepulver appliziert. Bei diesem letzten Schritt nimmt die Flüssigkeit unter anderem Geschmacksstoffe aus dem Kaffeepulver auf und kann als Kaffeegetränk konsumiert werden.
Für die Zubereitung von Kaffeegetränken gibt es unterschiedliche manuelle und maschinelle Möglichkeiten. Insbesondere die Maschinen zum Zubereiten von Kaffeegetränken erfreuen sich einer großen Beliebtheit.
Kaffeemaschinen können nach unterschiedlichen Prinzipien aufgebaut sein. Üblicherweise enthält eine Kaffeemaschine ein Reservoir für Kaffeepulver. Durch das Kaffeepulver wird dann heißes Wasser geführt und anschließend in einem Trinkgefäß aufgefangen.
Das Reservoir für Kaffeepulver kann so dimensioniert sein, dass es Kaffeepulver für eine Portion oder mehrere Portionen des Kaffeegetränks aufnehmen kann. Das Kaffeepulver kann entweder in gemahlenem Zustand in das Reservoir eingeführt werden oder Kaffeebohnen werden zunächst und unmittelbar vor dem Brühvorgang gemahlen und das resultierende Kaffeepulver wird dann in das Reservoir geführt. Die Flüssigkeit wird dann entweder unter Druck auf das Kaffeepulver appliziert oder sie fließt ohne Druck lediglich unter der Wirkung der Schwerkraft durch das Kaffeepulver. Andere Kaffeemaschinen sind so ausgestaltet, dass sie bereits vorportioniertes Kaffeepulver in verschiedensten Behältnissen aufnehmen können und heißes Wasser durch diese Behältnisse führen.
Ein prinzipieller Unterschied zwischen den existierenden Kaffeemaschinenarten ist, ob die gerösteten Kaffeebohnen vor dem Brühvorgang frisch gemahlen werden oder ob das Kaffeepulver bereits im gemahlenen Zustand vorliegt. Für ein qualitativ hochwertiges Kaffeegetränk kann es vorteilhaft und wünschenswert sein, die Kaffeebohnen erst unmittelbar vor dem Brühvorgang zu mahlen, weil das Kaffeepulver bei langen Standzeiten Geschmack und Aromen einbüßen kann.
DE 10 2011 056 268 A1 beschreibt einen Kaffeeautomaten mit mindesten einem einen Bohnenauslass umfassenden Bohnenbehälter zur Aufnahme eines Bohnenvorrats, einer zum Mahlen von Bohnen aus dem mindestens einen Bohnenbehälter ausgebildeten Mahleinheit, einer der Mahleinheit nachgeordneten Brüheinheit für gemahlene Bohnen, und mit Verschlussmitteln zum zeitweisen Verschließen des Bohnenauslasses. Die Verschlussmittel umfassen einen Antriebsmotor, mit dem ein Verstellteil der Verschlussmittel relativ zu dem Bohnenauslass verstellbar ist, und Auflockerungsmittel zum Auflockern der Bohnen im Bohnenbehälter, die mit dem Antriebsmotor der Verschlussmittel bewegbar sind.
DE 10 2011 054 155 A1 beschreibt einen Kaffeeautomaten mit einem ersten Bohnenbehälter mit einem ersten Auslass und einem, vom ersten Bohnenbehälter getrennt vorgesehenen zweiten Bohnenbehälter mit einem zweiten Auslass, einer zum Mahlen von Bohnen aus dem ersten und dem zweiten Bohnenbehälter ausgebildeten Mahleinheit, einer der Mahleinheit nachgeschalteten Brüheinheit für gemahlene Bohnen, mindestens einem Förderschacht, durch den Bohnen aus dem ersten und/oder zweiten Bohnenbehälter gravitativ zur Mahleinheit gelangen können, und den Bohnenbehältern zugeordneten Verschlussmitteln zum Verschließen des ersten und zweiten Auslasses. Es ist vorgesehen, dass den Verschlussmitteln mindestens ein Antrieb, insbesondere ein Elektromotor, zum automatischen Betätigen derselben zugeordnet ist, der mit Hilfe von Steuermitteln derart ansteuerbar ist, dass die Verschlussmittel bei Erreichen eines vorbestimmten und/oder vorbestimmbaren Bohnenvolumen den ersten und/oder den zweiten Auslass verschließen.
EP 2 358 245 B1 beschreibt ein System zum Dosieren von Kaffeebohnen, umfassend eine Kaffeebohnenpackung, die mit Wänden versehen ist, die einen Innenraum für Kaffeebohnen umschließen, einen Kaffeebohnenauslass zum Abgeben von Kaffeebohnen und ein Kupplungsteil zum Kuppeln und Entkuppeln der Kaffeebohnenpackung mit einer Vorrichtung, die mit einem Kaffeebohnenmahlwerk versehen ist, und eine zumindest teilweise beweglich angeordnete Kaffeebohnenaufnahmevorrichtung zum Zuführen von Kaffeebohnen von der Kaffeebohnenpackung zu dem Mahlwerk, wobei die Kaffeebohnenaufnahmevorrichtung mit einem Dosierraum versehen ist, der in der Lage ist, eine vorbestimmte Dosis von Kaffeebohnen aufzunehmen, wobei die Kaffeebohnenpackung vor der Verwendung in sich selbst verschlossen ist, so dass ein Aussetzen der Kaffeebohnen gegenüber der Umgebungsluft verhindert wird, und die Kaffeebohnenaufnahmevorrichtung so angeordnet ist, dass sie durch den Kaffeebohnenauslass in den Innenraum der Kaffeebohnenpackung geführt wird, um Kaffeebohnen aus der Kaffeebohnenpackung in den Dosierraum zu lassen, und den Dosierraum durch den Kaffeebohnenauslass aus dem Innenraum der Kaffeebohnenpackung heraus zu führen, um die Dosis an Kaffeebohnen aus dem Dosierraum dem Mahlwerk zuzuführen.
DE 20 2010 018 613 U1 beschreibt einen Espressomaschinenapparat mit einem eingebauten Mahlwerk, das gemahlenen Kaffee bereitstellt, der folgende Merkmale aufweist: einen Mikroprozessor; einen Schalter, der konfiguriert ist, ein Signal an den Mikroprozessor zu senden; ein Betätigungselement, das den Schalter bedient; und ein Gestell, das angepasst ist, einen entfernbaren Siebträger zu halten, während der gemahlene Kaffee in den Siebträger abgegeben wird, wobei der Siebträger folgende Merkmale aufweist: einen Griff; einen kreisförmigen oberen Umfang mit einer ersten Region und einer zweiten Region auf jeder Seite des Griffs und zumindest zwei Laschen, die sich oberhalb des oberen Umfangs befinden, so dass zumindest eine Lasche sich in der ersten Region befindet und zumindest eine Lasche sich in der zweiten Region befindet; wobei das Gestell folgende Merkmale aufweist: ein Führungselement, das angepasst ist, an den oberen Umfang des Siebträgers anzustoßen, um einem Ungleichgewicht des Siebträgers entgegenzuwirken; und zumindest zwei Leisten, die angepasst sind, zumindest teilweise die Laschen des Siebträgers zu tragen; wobei, wenn der Siebträger gegen das Betätigungselement vorgeschoben ist, der Schalter ein Signal an einen Mikroprozessor sendet, um ein automatisches Füllen des Siebträgers zu bewirken, indem das Mahlwerk für eine festgelegte Zeit betätigt wird.
US 2020 / 0 260 903 A1 beschreibt eine Vorrichtung zur Zubereitung eines heißen Getränks. Die Vorrichtung umfasst einen Wasserbehälter, einen Durchlauferhitzer und eine Brühvorrichtung. Der Wasserbehälter weist ein Anschlusselement für kaltes Wasser auf. Der Wasserbehälter ist fluidleitend mit dem Durchlauferhitzer verbunden, sodass der Durchlauferhitzer mit dem kalten Wasser aus dem Wasserbehälter befüllbar ist.
US 2013 / 0 082 130 A1 beschreibt eine Vorrichtung zur Aufnahme von Kaffeebohnen, die mit einer Mahlvorrichtung verwendet werden. Die Vorrichtung weist eine Leitkomponente auf, um eine kontrollierte Dosis des Materials in Richtung der Mahlvorrichtung zu leiten. Die Vorrichtung umfasst einen Behälter mit einem Basisteil, der in eine Mahlvorrichtung eingreift. Der Behälter kann, wenn er mit dem Mahlwerk in Eingriff steht, Kaffeebohnen zum Mahlwerk leiten und hat eine Tür, die eine kontrollierte Dosis von Bohnen freigibt. Es wird auch ein Mahlwerk offenbart, das eine bewegliche Zunge hat, um zu bewirken, dass überschüssiger Kaffeesatz, der an inneren Komponenten des Mahlwerks hängen bleibt, das Mahlwerk verlässt. Die Geräte, Systeme und Verfahren verringern den mit dem Mahlen des Materials verbundenen Arbeitsaufwand und ermöglichen es einem Benutzer, z. B. einem Barista, auf effizientere Weise gebrühte Getränke zuzubereiten, wie z. B. Einzeltassenportionen Kaffee.
Beschreibung
Es kann als Aufgabe betrachtet werden, den Herstellungsvorgang von Kaffeegetränken einschließlich des Mahlvorgangs von Kaffeebohnen zu vereinfachen und zu flexibilisieren, so dass mit einer Kaffeemaschine ohne großen Aufwand Kaffeegetränke basierend auf unterschiedlichen Kaffeebohnen und mit einer unterschiedlichen Einstellung der Kaffeemaschine in beliebiger und wechselnder Reihenfolge hergestellt werden können.
Diese Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand der Ansprüche 1, 9 und 12. Weitere Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen sowie aus der folgenden Beschreibung.
Gemäß der Erfindung ist eine Kaffeemaschine mit einem Gehäuse, einer Kaffeebohnenbehälteraufnahmevorrichtung und einem Mahlwerk angegeben. Die Kaffeebohnenbehälteraufnahmevorrichtung ist ausgestaltet, einen Kaffeebohnenbehälter aufzunehmen. Das Mahlwerk ist ausgestaltet zum Mahlen von Kaffeebohnen. Die Kaffeebohnenbehälteraufnahmevorrichtung weist eine Behälterhalterung, eine Verschließvorrichtung und einen Aktuator auf. Die Behälterhalterung weist eine Einlassöffnung für Kaffeebohnen auf, wobei die Behälterhalterung ein Aufnahmevolumen für Kaffeebohnen wenigstens teilweise umschließt. Die Verschließvorrichtung ist ausgestaltet, die Einlassöffnung wahlweise zu verschließen oder freizugeben. Der Aktuator ist angeordnet, auf die Behälterhalterung einzuwirken und dabei eine Größe des Aufnahmevolumens zu verändern. Der Aktuator ist weiter ausgestaltet, die Verschließvorrichtung aus einem geöffneten Zustand in einen geschlossenen Zustand und umgekehrt zu bewegen. Der Aktuator ist weiter ausgestaltet, wenn das Aufnahmevolumen mit Kaffeebohnen gefüllt ist, die Verschließvorrichtung in den geschlossenen Zustand zu versetzen und die Kaffeebohnen aus dem Aufnahmevolumen dem Mahlwerk zuzuführen. Die Kaffeemaschine weist weiterhin eine Detektionsvorrichtung auf, welche ausgestaltet ist, eine Kennzeichnung eines Kaffeebohnenbehälters zu erfassen. Die Kaffeemaschine ist ausgestaltet, die Größe des Aufnahmevolumens der Behälterhalterung in Abhängigkeit von dem erfassten Kaffeebohnenbehälter einzustellen.
Durch diesen Aufbau ermöglicht die Kaffeemaschine eine Anpassung der Menge der Kaffeebohnen für das Herstellen einer Portion Kaffee. Der Kaffeebohnenbehälter wird auf die Einlassöffnung der Kaffeebohnenbehälteraufnahmevorrichtung gesetzt bzw. damit gekoppelt, so dass Kaffeebohnen, welche aus dem Kaffeebohnenbehälter herausfallen, in die Einlassöffnung und das Aufnahmevolumen fallen. Sodann betätigt der Aktuator die Verschließvorrichtung und verschließt den Durchgang von dem Kaffeebohnenbehälter zu dem Aufnahmevolumen. In dem Aufnahmevolumen befinden sich nun ausreichend Kaffeebohnen für eine Portion Kaffee. Nun können diese Bohnen einem Mahlwerk und der weiteren Zubereitung für Kaffee zugeführt werden.
Die Verschließvorrichtung kann beispielsweise eine Klappe oder ein Schieber sein, welche durch eine translatorische oder rotatorische Bewegung in die Einlassöffnung geführt wird, und damit weitere Kaffeebohnen davon abhält, aus dem Kaffeebohnenbehälter in das Aufnahmevolumen zu dringen.
Indem das Aufnahmevolumen der Behälterhalterung verändert werden kann, ist bestimmbar, wie viele Kaffeebohnen aus dem Kaffeebohnenbehälter ausgelassen werden und für die Herstellung einer Portion Kaffee verwendet werden. Durch eine Veränderung des Aufnahmevolumens der Behälterhalterung ist es nicht nötig, die Verschließvorrichtung nach einer gewissen Einlaufzeit zu schließen, um zu verhindern, dass zu viele Kaffeebohnen in das Aufnahmevolumen eingelassen werden. Vielmehr wird das Aufnahmevolumen entsprechend eingestellt und dann vollständig mit Kaffeebohnen gefüllt. Ein Eindringen von Kaffeebohnen in das Aufnahmevolumen wird damit automatisch beendet, wenn das Aufnahmevolumen gefüllt ist. Nun wird die Verschließvorrichtung in den geschlossenen Zustand gebracht und der Kaffee wird portionsgerecht gemahlen. Weitere Kaffeebohnen können nun nicht mehr aus dem Kaffeebohnenbehälter nachfließen.
Dieser Aufbau hat einen weiteren Vorteil. Es können mehrere Kaffeebohnenbehälter mit unterschiedlichen Kaffeebohnen mit derselben Kaffeemaschine verwendet werden. Nachdem eine Portion Kaffee zubereitet wurde, befindet sich die Verschließvorrichtung der Behälterhalterung in dem geschlossenen Zustand, es sind keine Kaffeebohnen mehr in dem Aufnahmevolumen. Der Kaffeebohnenbehälter kann nun von der Kaffeebohnenbehälteraufnahmevorrichtung gelöst werden und ein anderer Kaffeebohnenbehälter kann aufgebracht werden. Nachdem nun keine Bohnen aus dem vorangegangenen Vorgang in der Kaffeemaschine sind, kann ein neuer Vorgang für das Herstellen einer Portion Kaffee mit einer anderen Bohnensorte gestartet werden.
Bei einer Kaffeemaschine mit Mahlwerk, welche das Kaffeepulver für eine Portion Kaffee bei Bedarf frisch mahlt, ist es in der Regel nicht möglich und auch nicht üblich, die Kaffeebohnen zu wechseln, solange sich noch Bohnen in einem Bohnenbehälter befinden. Der Wechsel auf eine andere Kaffeebohnensorte ist damit beschränkt auf den Zeitpunkt, wenn der Bohnenbehälter geleert wurde. Dieses Problem wird vorliegend dadurch gelöst, dass aus dem Kaffeebohnenbehälter in das Aufnahmevolumen nur so viele Kaffeebohnen ausgelassen werden, wie für die Zubereitung einer Portion Kaffee nötig sind. Der Kaffeebohnenbehälter wird dann durch die Verschließvorrichtung von dem Aufnahmevolumen getrennt. Der Kaffeebohnenbehälter kann von der Kaffeebohnenbehälteraufnahmevorrichtung gelöst werden, dabei wird die Auslassöffnung des Kaffeebohnenbehälters verschlossen, und ein anderer Kaffeebohnenbehälter mit einer anderen Kaffeebohnensorte kann verwendet werden. Nachdem ein anderer Kaffeebohnenbehälter in die Kaffeebohnenbehälteraufnahmevorrichtung eingesetzt wurde, kann die Größe des Aufnahmevolumens für Kaffeebohnen verändert werden, um die passende Menge der Kaffeebohnen für den gewünschten Kaffeegeschmack oder unter Berücksichtigung der Eigenschaften der Kaffeebohnen zu verwenden.
In anderen Worten kann die Funktion der Kaffeemaschine wie folgt beschrieben werden: die Kaffeemaschine ist für die Zubereitung von Kaffeegetränk basierend auf frisch gemahlenem Kaffeepulver ausgestaltet; die Behälterhalterung mit variablem Aufnahmevolumen nimmt jeweils die geeignete Menge Kaffeebohnen für eine Portion Kaffee auf und weitere Kaffeebohnen werden davon abgehalten, in das Aufnahmevolumen zu dringen; nach der Zubereitung einer Portion Kaffee kann dieselbe Kaffeebohnensorte für eine weitere Portion Kaffee verwendet werden oder der Kaffeebohnenbehälter kann ausgetauscht werden, um einen Kaffee mit anderer Geschmacksrichtung herzustellen. Ein Kaffeegetränk kann damit frisch zubereitet werden und dieselbe Kaffeemaschine kann abwechselnd mit unterschiedlichen Kaffeebohnensorten betrieben werden, ohne dass dabei Bohnen unterschiedlicher Sorten in einem signifikanten Verhältnis miteinander vermischt werden (abgesehen beispielsweise von geringfügigen Resten, die sich von vorangehenden Vorgängen im Mahlwerk oder anderen Bestandteilen der Kaffeemaschine befinden und auf den Kaffeegeschmack keinen erkennbaren Einfluss haben). Das Mahlwerk ist so ausgestaltet, dass nach der Herstellung eines Kaffeegetränks üblicherweise keine ganzen Bohnen im Mahlwerk zurückbleiben.
Das Aufnahmevolumen wird definiert bzw. begrenzt durch die Außenwand der Behälterhalterung (seitliche Begrenzung), durch einen Teil der Kaffeemaschine (untere Begrenzung) und durch die Verschließvorrichtung (obere Begrenzung). Die Verschließvorrichtung ist mit der Behälterhalterung verbunden.
Wenn der Aktuator die Verschließvorrichtung in den geschlossenen Zustand überführt hat, können die Kaffeebohnen gemahlen werden. Entweder werden die Kaffeebohnen dem Mahlwerk gesondert zugeführt oder die Kaffeebohnen liegen auf dem Mahlwerk auf und das Mahlwerk wird lediglich aktiviert.
Der Aktuator kann weiter mit dem Mahlwerk verbunden sein, um durch eine Einstellung der Mahlscheiben einen Mahlgrad des Kaffeepulvers einzustellen. Hierbei wird beispielsweise ein Abstand der Mahlscheiben des Mahlwerks verändert. Das Mahlen kann mittels herkömmlicher Scheiben- oder Kegel-Mahlwerken durchgeführt werden. Andere Ausgestaltungen sind möglich, z.B. ein Walzenmahlwerk oder ein Drehkolben-Mahlwerk, bei dem das Mahlgut zwischen dem äußeren Gehäuse und einem asynchron rotierenden inneren Kolben zermahlen wird, wobei der asynchron rotierende Kolben mehrere Mahlstufen in einer Umdrehung implementieren kann.
In dem Auslassvolumen können Düsen zum Benetzen der Kaffeebohnen mit Flüssigkeit angeordnet sein. Dies kann statische Aufladungen während des Mahlvorgangs reduzieren oder gar vermeiden. Zudem können in diesem Stadium vor dem Mahlvorgang Flüssigkeiten zur Beeinflussung des Geschmacksprofils verwendet werden.
Der Kaffeebohnenbehälter kann auf eine besondere Weise ausgestaltet sein, um mit der hier beschriebenen Kaffeemaschine verwendet zu werden. Beispielsweise weist der Kaffeebohnenbehälter einen Auslass mit einem Verschluss auf, welcher geöffnet wird, wenn der Kaffeebohnenbehälter mit der
Kaffeebohnenbehälteraufnahmevorrichtung gekoppelt ist und welcher automatisch geschlossen wird, wenn der Kaffeebohnenbehälter von der
Kaffeebohnenbehälteraufnahmevorrichtung gelöst wird. Dies hält die in dem Kaffeebohnenbehälter befindlichen Bohnen über einen langen Zeitraum frisch und verhindert eine übermäßige Reaktion mit der Umgebungsluft.
Weitere Eigenschaften und Merkmale des Kaffeebohnenbehälters werden im Fortgang dieser Beschreibung dargelegt und erläutert.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Aktuator angeordnet und ausgestaltet, die Behälterhalterung mit Bezug zu dem Gehäuse der Kaffeemaschine translatorisch zu bewegen, um die Größe des Aufnahmevolumens zu verändern. Alternativ oder zusätzlich ist der Aktuator angeordnet, eine Mantelfläche der Behälterhalterung zu bewegen, um die Größe des Aufnahmevolumens zu verändern.
Der Aktuator kann beispielsweise ein Elektromotor, Schrittmotor, Stellmotor sein, welcher die Behälterhalterung mit Bezug zu dem Gehäuse der Kaffeemaschine einfährt oder ausfährt, wodurch sich das Aufnahmevolumen, also das Innenvolumen der Behälterhalterung, verändert. Somit kann die Menge der in dem Aufnahmevolumen aufnehmbaren Kaffeebohnen variiert werden. Diese Bewegung der Behälterhalterung kann beispielsweise auch den Kaffeebohnenbehälter mitführen. Ausgehend von der oben dargelegten Begrenzung des Aufnahmevolumens durch die Kaffeemaschine, die Seitenwand der Behälterhalterung und die Verschließvorrichtung wird die Größe des Aufnahmevolumens in diesem Beispiel dadurch variiert, dass die obere Grenze des Aufnahmevolumens (die Behälterhalterung mitsamt der Verschließvorrichtung) sich mit Bezug zu der Kaffeemaschine bewegt, wodurch die Größe des Aufnahmevolumens sich verändert.
Alternativ oder zusätzlich zu dieser translatorischen Bewegung kann eine Mantelfläche der Behälterhalterung manipuliert werden, beispielsweise durch eine Abwickelbewegung oder Aufwickelbewegung, um den Umfang der Behälterhalterung und damit das Aufnahmevolumen anzupassen.
Die Behälterhalterung kann zylindrisch oder abschnittsweise trichterförmig sein. Bei einer Trichterform kann eine Veränderung des Durchmessers einer Öffnung (der kleineren Öffnung, der größeren Öffnung, oder beider Öffnungen) erfolgen, um die Größe des Aufnahmevolumens zu ändern. Eine zylindrische Behälterhalterung kann entlang ihrer Mittelachse bewegt werden, um die Länge des Zylinders zu verändern, wodurch sich ebenfalls die Größe des Aufnahmevolumens verändert.
Es ist denkbar, dass die Behälterhalterung lediglich translatorisch bewegt wird, um die Größe des Aufnahmevolumens zu verändern. Die Veränderung der Form bzw. der Geometrie der Mantelfläche der Behälterhalterung kann zusätzlich oder alternativ zu der translatorischen Bewegung erfolgen.
Der Aktuator ist beispielsweise über mindestens ein mechanisches Kopplungselement (Druck- oder Zugelemente wie ein Gestänge oder Seile, etc.) und/oder ein Getriebe mit der Behälterhalterung verbunden, damit eine Bewegung des Aktuators auf die Behälterhalterung und/oder die Mantelfläche der Behälterhalterung übertragen werden kann.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Kaffeemaschine weiterhin einen Auffangbecher auf, wobei der Auffangbecher beweglich mit der Behälterhalterung verbunden ist, so dass der Auffangbecher und die Behälterhalterung relativ zueinander bewegt werden können, wobei das Aufnahmevolumen für Kaffeebohnen durch den Auffangbecher, die Behälterhalterung und die Verschließvorrichtung, wenn diese sich in dem geschlossenen Zustand befindet, definiert wird.
Die Behälterhalterung und der Auffangbecher sind beispielsweise teleskopartig ineinandergesteckt. Somit kann die Behälterhalterung mit Bezug zu dem Auffangbecher translatorisch bewegt werden und dabei das Aufnahmevolumen verändern. Wenn die Kaffeebohnen in das Aufnahmevolumen eingelassen wurden, wird die Verschließvorrichtung geschlossen, so dass keine weiteren Kaffeebohnen aus dem Kaffeebohnenbehälter nachfließen können und eine Auslassöffnung des Auffangbechers wird geöffnet, um die Kaffeebohnen aus dem Aufnahmevolumen zum Mahlwerk zu führen.
Der Auffangbecher ist optional und nicht zwingend erforderlich, um die Menge an Kaffeebohnen festzulegen. Wenn die Toträume im Mahlwerk und das Volumen der Behälterhalterung unterhalb der Verschließvorrichtung bekannt sind, dann kann aus der Gestalt und/oder der Position der Behälterhalterung auch das Aufnahmevolumen bestimmt werden, denn die in das Aufnahmevolumen einfließenden Bohnen werden unten von den Mahlscheiben des Mahlwerks zunächst gestaut.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Kaffeemaschine weiterhin ein Sieb und eine Stampfvorrichtung auf, wobei das Sieb angeordnet ist, Kaffeepulver aus dem Mahlwerk aufzufangen und wobei die Stampfvorrichtung ausgestaltet ist, eine Druckkraft auf das in dem Sieb befindliche Kaffeepulver auszuüben und eine homogene Oberfläche, Verteilung und Dicke des Kaffeepulvers in dem Sieb herbeizuführen.
Das Sieb kann unterhalb des Mahlwerks angeordnet sein, so dass das Kaffeepulver nach dem Mahlen direkt in das Sieb fällt und darin aufgefangen wird. Im Anschluss an den Mahlvorgang wird das Kaffeepulver in dem Sieb mittels der Stampfvorrichtung gleichmäßig in dem Sieb verteilt.
Die Stampfvorrichtung kann einen Stößel oder eine Platte beinhalten und wird auf das Kaffeepulver in dem Sieb mit einer vorgegebenen Kraft gedrückt. Während des Mahlvorgangs ist die Stampfvorrichtung in dem Gehäuse der Kaffeemaschine in einer Parkposition verstaut. Nach dem Mahlvorgang wird die Stampfvorrichtung aus der Parkposition ausgefahren und über das Sieb gebracht. Nun kann die Stampfvorrichtung auf dem Kaffeepulver in dem Sieb mit einer vorgebbaren Kraft aufgesetzt werden.
Die Kaffeemaschine kann einen Aktuator aufweisen, welche die Bewegungen der Stampfvorrichtung verursacht.
Die Funktion der Stampfvorrichtung kann alternativ auch mit einem Flügelrad erfüllt werden. Das Flügelrad befindet sich zwischen Mahlwerk und Sieb und dreht sich während des Mahlvorgangs. Durch diese Drehung wird das Kaffeepulver in dem Sieb verteilt. Im Anschluss an den Mahlvorgang wird das Flügelrad in Richtung des Siebs gefahren und sitzt auf dem Kaffeepulver auf und verteilt dieses gleichmäßig im Sieb.
Es ist auch denkbar, dass das gemahlene Kaffeepulver nach dem Mahlvorgang und während des Fallens durch Luftverwirbelungen durchmischt und gleichmäßig verteilt wird. Um dies zu erreichen, können aber auch alternativ oder zusätzlich Schwingungen auf das Sieb appliziert werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Kaffeemaschine ausgestaltet, wahlweise mit einem Kaffeebohnenbehälter von einer Mehrzahl wechselbarer Kaffeebohnenbehälter betrieben zu werden.
Erfindungsgemäß weist die Kaffeemaschine eine Detektionsvorrichtung auf, welche ausgestaltet ist, eine Kennzeichnung eines Kaffeebohnenbehälters zu erfassen, wobei die Kaffeemaschine ausgestaltet ist, die Größe des Aufnahmevolumens der Behälterhalterung sowie den passenden Mahlgrad in Abhängigkeit von dem erfassten Kaffeebohnenbehälter einzustellen.
Die Detektionsvorrichtung kann eine optische Erfassungseinheit (z.B. ein Scanner) oder ein Funkwellenempfänger (z.B. ein sog. NFC oder RFID-Empfänger) sein. Die Detektionsvorrichtung erkennt entweder eine optische Kennzeichnung des Kaffeebohnenbehälters oder eine elektromagnetische Kennung und stellt in Abhängigkeit der Kennung die Parameter der Kaffeemaschine, z.B. die Größe des Aufnahmevolumens, für die Kaffeebohnen aus dem jeweiligen Kaffeebohnenbehälter ein. Wird der Kaffeebohnenbehälter gewechselt, dann stellt sich die Kaffeemaschine auf den neuen Kaffeebohnenbehälter ein.
Die Detektionsvorrichtung kann beispielsweise nur eine Kennung des Kaffeebohnenbehälters auslesen und in Abhängigkeit dieser Kennung die Parameter der Kaffeemaschine (Größe des Aufnahmevolumens, Fließprofil des Wassers, Temperatur des Wassers, Wasserdruck, etc., siehe auch die Beschreibung weiter unten) einstellen, beispielsweise basierend auf einer Tabelle mit Einstellwerten.
Die Kennung des Kaffeebohnenbehälters kann beispielsweise eine Zahl, eine alphanumerische Zeichenfolge, oder eine anderweitige Zeichenfolge sein, welche einen Kaffeebohnenbehälter bzw. die in dem Kaffeebohnenbehälter enthaltenen Kaffeebohnen eindeutig kennzeichnet, um es der Kaffeemaschine zu ermöglichen, die für diese Kaffeebohnen vorgesehene Einstellung der Kaffeemaschinenparameter vorzunehmen.
Alternativ kann die Kaffeemaschine ausgestaltet sein, über die Detektionsvorrichtung einen Parametersatz für die Einstellung der Kaffeemaschine einzulesen. Dieser zweite Ansatz hat den Vorteil, dass eine gesonderte Tabelle mit Einstellwerten nicht vorgehalten werden muss und dass die Einstellwerte der Kaffeemaschine mit jedem Kaffeebohnenbehälter vollständig neu vorgegeben werden können, unabhängig davon, ob die existierende Tabelle mit Einstellwerten einen Eintrag für einen bestimmten Kaffeebohnenbehälter hat.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Kaffeemaschine weiterhin einen Wasserbehälter auf, wobei der Wasserbehälter ein Gehäuse und einen darin bewegbaren Kolben aufweist, wobei der Kolben von einem Aktuator antreibbar ist, um sich in dem Gehäuse zu bewegen und bei dieser Bewegung bzw. durch diese Bewegung ein darin befindliches Fluid durch eine Auslassöffnung aus dem Gehäuse zu drücken.
Der Wasserbehälter ist bevorzugt ausgestaltet, um Wasser für einen einzelnen Brühvorgang bzw. eine Portion Kaffeegetränk aufzunehmen. Der Aktuator bewegt den Kolben in dem Wasserbehälter und drückt das Wasser aus dem Gehäuse durch das Kaffeepulver in dem Sieb. Dadurch wird das Kaffeegetränk zubereitet. Der Aktuator kann dabei ein vorgegebenes Bewegungsprofil oder Fließprofil des Wassers hervorrufen. Beispielsweise kann die Fließmenge pro Zeit detailliert vorgegeben werden und der Aktuator bewegt den Kolben so, dass diese Fließmenge erreicht wird.
Das Gehäuse kann daneben einen Wasserzulauf aufweisen, über welchen der Wasserbehälter nach einem Herstellungsvorgang von Kaffeegetränk erneut mit Wasser aufgefüllt wird.
Der Kolben kann elektromechanisch oder hydraulisch angetrieben werden. Über den Weg des Kolbens bzw. seine Bewegung über die Zeit kann die Durchflussgeschwindigkeit und die Durchflussmenge des Wassers durch das Kaffeepulver vorgegeben werden. Die Bewegung bzw. Position des Kolbens kann mit einem oder mehreren Sensoren erfasst werden, wobei die Sensoren am Kolben oder an dem Aktuator angeordnet sein können. Der Wasserdruck kann aus der mechanischen Last des Kolbens ermittelt werden, wofür ebenfalls ein Sensor eingesetzt werden kann. Die mechanische Last des Kolbens kann als Stellgröße für das Druck-Durchfluss-Profil verwendet werden, wie weiter unten beschrieben.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Kaffeemaschine weiterhin mindestens ein Heizelement auf, welches an dem Wasserbehälter angeordnet ist und ausgestaltet ist, das in dem Wasserbehälter befindliche Fluid auf eine vorbestimmte Temperatur zu erwärmen.
Das Heizelement ist insbesondere ein elektrisches Heizelement und ist beispielsweise an den Wänden des Gehäuses angeordnet. Das Heizelement kann auch in dem Wasserbehälter angeordnet sein, dabei ist jedoch darauf zu achten, dass das Heizelement die Bewegung des Kolbens nicht behindert.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Kaffeemaschine weiterhin einen ersten Sensor und/oder einen zweiten Sensor auf, wobei der erste Sensor ausgestaltet ist, ein Fließprofil des Fluids an der Auslassöffnung des Gehäuses des Wasserbehälters zu erfassen, wobei der zweite Sensor ausgestaltet ist, eine von dem Aktuator auf den Kolben aufgebrachte Kraft zu erfassen.
Das Fließprofil des aus dem Wasserbehälter gedrängten Fluids lässt Rückschlüsse darüber zu, wie das Fluid durch das Kaffeepulver im Sieb fließt. Die Kaffeemaschine hat einen geschlossenen Fluidkreislauf, so dass dieser Rückschluss ohne Weiteres zulässig ist. Jedenfalls kann dieses von dem ersten Sensor erfasste Fließprofil mit einem erwarteten Fließprofil verglichen werden. Bei Abweichungen des erfassten Fließprofils von dem erwarteten Fließprofil kann eine Steuereinheit den Aktuator und die auf das Fluid aufgebrachte Kraft variieren, um zu einem Soll-Fließprofil des Fluids durch das Kaffeepulver zu gelangen. Der Grund für die Überwachung des Fließprofils des Fluids ist, dass auch das Fließprofil von Wasser durch das Kaffeepulver Einfluss auf den Geschmack des Kaffeegetränks hat. Somit kann der Geschmack des Kaffeegetränks verbessert werden, wenn das passende Fließprofil (entspricht insbesondere der Fließmenge über die Zeit) eingestellt wird.
Der zweite Sensor überwacht die auf den Kolben ausgeübte Kraft, was wiederum dem Wasserdruck entspricht. Auch die von diesem Sensor erfassten Werte können mit einem Sollwert verglichen werden und der Aktuator kann entsprechend geregelt werden, damit der Wasserdruck einem vorgebbaren Sollwert (der für jede Kaffeebohnensorte oder für jedes Kaffeegetränk unterschiedlich sein kann) entspricht.
Die Kaffeemaschine weist eine Steuereinheit auf, welche mit den Sensoren und der Detektionsvorrichtung verbunden ist und von diesen Daten empfangen kann. Basierend auf den empfangenen Daten von den Sensoren und der Detektionsvorrichtung für Kaffeebohnenbehälter sendet die Steuereinheit Kommandos an den Aktuator zum Einstellen der Größe des Aufnahmevolumens, an das Mahlwerk zum Einstellen des Mahlgrades für die Kaffeebohnen, an den Wasserbehälter zum Einstellen der Temperatur, des Fließprofils und des Wasserdrucks.
In anderen Worten wird die Kaffeemaschine parametriert und eingestellt basierend auf der Kennung des Kaffeebohnenbehälters. Eine manuelle Einstellung der Kaffeemaschine ist nicht mehr nötig, weil die Kaffeemaschine automatisch auf die vom Hersteller bzw. Anbieter der Kaffeebohnen ermittelten und in der Kennzeichnung der Kaffeebohnenbehälter festgehaltenen Parameter eingestellt wird. Ein gleichbleibender Geschmack und optimaler Extraktionsgrad (als Anteil der gelösten Stoffe aus der Kaffeebohne) des so hergestellten Kaffeegetränks kann damit erzielt werden.
Erfindungsgemäß ist ein Kaffeebohnenbehälter angegeben. Der Kaffeebohnenbehälter weist ein Gehäuse, einen Auslass und ein Kennzeichnungselement auf. Das Gehäuse ist ausgestaltet zum Aufnehmen von Kaffeebohnen. Der Auslass ist angeordnet zum Auslassen von Kaffeebohnen aus dem Gehäuse. Das Kennzeichnungselement ist maschinell auslesbar und enthält eine Anweisung zum Einstellen von Parametern einer Kaffeemaschine für die Zubereitung eines Kaffeegetränks mit den Kaffeebohnen aus dem Gehäuse. Ein Parameter der Kaffeemaschine ist die Größe eines Aufnahmevolumens einer Behälterhalterung der Kaffeemaschine, wobei die Größe des Aufnahmevolumens in Abhängigkeit von dem Kennzeichnungselement einstellbar ist.
Der Kaffeebohnenbehälter ist ausgestaltet, um mit der hierin beschriebenen Kaffeemaschine zu interagieren. Das Kennzeichnungselement ist optisch oder elektromagnetisch auslesbar, wie im Zusammenhang mit der Kaffeemaschine beschrieben. Der Kaffeebohnenbehälter enthält damit eine Vorgabe für die Einstellung der Kaffeemaschine, um mit den enthaltenen Kaffeebohnen ein Kaffeegetränk herzustellen.
Das Kennzeichnungselement kann, wie oben beschrieben, eine Zeichenfolge sein, welche als Identifikation fungiert und es der Kaffeemaschine ermöglicht, die dieser Zeichenfolge zugewiesenen Einstellparameter vorzunehmen. Alternativ kann das Kennzeichnungselement die Einstellparameter enthalten.
Der Auslass des Kaffeebohnenbehälters ist ausgestaltet, um mit der Kaffeebohnenbehälteraufnahmevorrichtung bzw. der Behälterhalterung der Kaffeemaschine gekoppelt zu werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Kaffeebohnenbehälter weiterhin ein Verriegelungselement auf, welches angeordnet ist, um den Auslass mit einer Behälterhalterung einer Kaffeemaschine lösbar zu verriegeln.
Das Verriegelungselement kann beispielsweise als Stift, Haken, oder Öse ausgestaltet sein. Das Verriegelungselement interagiert mit einem Gegenstück an der Behälterhalterung und dient dazu, den Kaffeebohnenbehälter mit der Behälterhalterung der Kaffeemaschine zu verriegeln. Diese Verriegelung kann ohne Werkzeug hergestellt und gelöst werden, beispielsweise indem der Kaffeebohnenbehälter so auf die Behälterhalterung aufgesetzt wird, dass das Verriegelungselement in eine Verriegelungsnut der Behälterhalterung eingreift. Aus dieser Position kann der Kaffeebohnenbehälter in eine verriegelte Position gedreht oder eingerastet werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Kaffeebohnenbehälter weiterhin einen Verschluss auf, wobei der Verschluss angeordnet ist, den Auslass des Kaffeebohnenbehälters wahlweise zu öffnen oder zu schließen, wobei der Verschluss angeordnet ist, wenn der Kaffeebohnenbehälter mit einer Behälterhalterung einer Kaffeemaschine verbunden wird, aus einem geschlossenen Zustand in einen geöffneten Zustand überzugehen.
Wenn der Kaffeebohnenbehälter nicht in der Kaffeemaschine eingesetzt ist, dann verschließt der Verschluss das Gehäuse und schützt die darin enthaltenen Kaffeebohnen. Wenn der Kaffeebohnenbehälter in die Kaffeemaschine eingesetzt wird, dann wird der Verschluss in die geöffnete Position gebracht und ermöglicht es den Kaffeebohnen, in das Aufnahmevolumen der Behälterhalterung zu gelangen, wenn dessen Verschließvorrichtung ebenfalls in dem geöffneten Zustand ist. Wird der Kaffeebohnenbehälter aus der Behälterhalterung entnommen, wird der Verschluss des Kaffeebohnenbehälters in den geschlossenen Zustand versetzt. Der Verschluss kann beispielsweise als Zentralverschluss oder Lamellenverschluss ausgestaltet sein, bei dem sich Verschlussplatten in radialer Richtung vor die Auslassöffnung des Kaffeebohnenbehälters schieben und diesen damit verschließen. Durch die Einsetzbewegung des Kaffeebohnenbehälters in die Behälterhalterung der Kaffeemaschine wird die Auslassöffnung des Kaffeebohnenbehälters freigegeben, indem der Verschluss sich bei dieser Einsetzbewegung öffnet. In diesem Zustand gelangen noch keine Kaffeebohnen in das Aufnahmevolumen. Nachdem der Kaffeebohnenbehälter in die Behälterhalterung eingesetzt wurde, erkennt die Kaffeemaschine dies und liest die Kennung des Kaffeebohnenbehälters aus.
Sodann wird die Kaffeemaschine entsprechend der übertragenen Parameter eingestellt. Nun kann ein Kaffeegetränk zubereitet werden. Es öffnet sich zunächst die Verschließvorrichtung der Behälterhalterung, lässt Kaffeebohnen in das Aufnahmevolumen, verschließt das Aufnahmevolumen mit der Verriegelungsvorrichtung und bereitet dann das Kaffeegetränk vor, wie weiter oben beschrieben. Nun kann der Kaffeebohnenbehälter gewechselt werden (wodurch ein erneuter Einstellvorgang der Kaffeemaschine veranlasst wird; ganz allgemein werden die Parameter auf die Kaffeemaschine angewandt, wenn ein Kaffeebohnenbehälter in die Behälterhalterung eingesetzt wird) oder ein weiteres Kaffeegetränk mit demselben Kaffeebohnenbehälter zubereitet werden.
Erfindungsgemäß ist ein System zum Zubereiten von Kaffeegetränken angegeben. Das System weist einen oder mehrere Kaffeebohnenbehälter wie hierin beschrieben und eine Kaffeemaschine wie hierin beschrieben auf.
Das System ermöglicht es, die Kaffeemaschine für das frische Zubereiten von Kaffeegetränken basierend auf frisch gemahlenen Kaffeebohnen mit mehreren verschiedenen Kaffeebohnenbehältern (und unterschiedlichen darin befindlichen Kaffeebohnen bzw. -sorten) zu verwenden, wobei die Kaffeebohnenbehälter wahlweise eingesetzt werden können und sich die Kaffeemaschine in Abhängigkeit von den Parametriervorgaben auf dem Kennzeichnungselement des Kaffeebohnenbehälters parametriert.
Allgemein ist im Zusammenhang mit der Kaffeemaschine und dem System denkbar, dass ein Benutzer der Kaffeemaschine von den vorgegebenen Parametern für die Einstellung der Kaffeemaschine abweicht. Die Kaffeemaschine stellt diese Parameter zwar ein, jedoch kann ein Benutzer die vorgegebenen Parameter permanent oder temporär für eine bestimmte Sorte Kaffee ändern und somit beispielsweise eine neue Kaffeebohnensorte anlernen (parametrisieren). Für diesen Zweck kann die Kaffeemaschine einen Datenspeicher beinhalten, der die benutzerspezifische Parametrierung zu einer bestimmten Kennung eines Kaffeebohnenbehälters speichert. Wenn die Kaffeemaschine diese Kennung aus dem Kennzeichnungselement ausliest, können dann direkt die Parameter aus dem Datenspeicher angewandt werden. Dazu kann dieser Datenspeicher optional dezentral angeordnet sein, wobei in diesem Fall der Datenspeicher über ein Datennetz zugreifbar ist. Ein solcher zentraler Datenspeicher kann von zentraler Stelle aktualisiert werden, beispielsweise indem die Parameter zu einer bestimmten Kaffeebohnensorte zentral angepasst werden, beispielsweise indem existierende Parameter zu einer Kaffeebohnensorte geändert werden oder ein Parameterset zu einer neuen Kaffeebohnensorte angeboten wird. Der zentrale Datenspeicher kann bei jeder Anpassung der Kaffeemaschinenparameter kontaktiert und ausgelesen werden, um die ausgelesenen Parameter dezentral auf die jeweilige Kaffeemaschine anzuwenden oder der Datenspeicher kann als Quelle für das Verteilen von aktualisierten Parametern an die Kaffeemaschinen dienen, so dass die Parameter nach dem Aktualisierungsvorgang dezentral in den Kaffeemaschinen vorgehalten werden.
Weiterhin kann der Kaffeebohnenbehälter mit der Behälterhalterung luftdicht verschlossen werden, so dass die Kaffeebohnen in möglichst inerter Atmosphäre gehalten werden, wenn der Kaffeebohnenbehälter in der Behälterhalterung eingesetzt ist. Selbstverständlich kann der Kaffeebohnenbehälter nach jedem Herstellen eines Kaffeegetränks von der Behälterhalterung gelöst werden, wodurch der Verschluss die Auslassöffnung des Kaffeebohnenbehälters verschließt und die Kaffeebohnen damit schützt.
Mehrere solcher Systeme können über ein Datennetz (z.B. über das Internet oder ein privates Datennetz) miteinander verbunden sein und Informationen über die Parameter der Kaffeemaschinen an einen zentralen Datenspeicher übermitteln. Dadurch können alternative Parameter für eine Kaffeebohnensorte übermittelt werden, wodurch auch andere Nutzer das gleiche Parameter-Set verwenden können.
Figurenliste
Nachfolgend wird anhand der beigefügten Zeichnungen näher auf Ausführungsbeispiele eingegangen. Die Darstellungen sind schematisch und nicht maßstabsgetreu. Gleiche Bezugszeichen beziehen sich auf gleiche oder ähnliche Elemente. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines Systems zum Zubereiten von Kaffeegetränken gemäß einer Ausführungsform.
2 eine schematische Darstellung eines Teils einer Kaffeemaschine gemäß einer weiteren Ausführungsform.
3 eine schematische Darstellung eines Wasserbehälters einer Kaffeemaschine gemäß einer weiteren Ausführungsform.
4 eine schematische Darstellung einer Steuereinheit und zweier Sensoren einer Kaffeemaschine gemäß einer weiteren Ausführungsform.

Detaillierte Beschreibung von Ausführungsbeispielen
1 zeigt ein System 10 mit einem Kaffeebohnenbehälter 100 und einer Kaffeemaschine 200. Der Kaffeebohnenbehälter 100 weist ein Gehäuse 110, einen Auslass 120 mit einem Verschluss 125 und einem Verriegelungselement 127, sowie ein Kennzeichnungselement 130 auf. Die Kaffeemaschine 200 weist ein Gehäuse 210, eine Steuereinheit 220, ein Mahlwerk 230 und eine Kaffeebohnenbehälteraufnahmevorrichtung 240 auf. Weiterhin weist die Kaffeemaschine 200 eine Detektionsvorrichtung 205 auf. Die Detektionsvorrichtung 205 ist in diesem Beispiel an dem Gehäuse 210 angeordnet. Insbesondere ist die Detektionsvorrichtung 205 so platziert, dass sie das Kennzeichnungselement 130 des Kaffeebohnenbehälters 100 auslesen kann, wenn der Kaffeebohnenbehälter 100 mit der Kaffeebohnenbehälteraufnahmevorrichtung 240 gekoppelt ist.
Das Mahlwerk 230 besteht aus einer oder mehreren Mahlscheiben 232. Zwischen den Mahlscheiben 232 gibt es ein Freivolumen 234, in welches die Kaffeebohnen eingeführt werden, bevor der Mahlvorgang beginnt. Das Mahlwerk 230 ist über einen Aktuator einstellbar, beispielsweise über den Aktuator 245, indem der Abstand zwischen den Mahlscheiben 232 variiert wird.
Die Kaffeebohnenbehälteraufnahmevorrichtung 240 weist eine Behälterhalterung 241 und einen Auffangbecher 244 auf. Die Behälterhaltung 241 ist relativ zu dem Auffangbecher 244 beweglich, beispielsweise indem der Aktuator 245 die Behälterhalterung 241 nach oben oder unten bewegt. Bei dieser Bewegung wird die Größe des Aufnahmevolumens 246, also das Innenvolumen von Behälterhalterung 241 und Auffangbecher 244, variiert.
Die Behälterhalterung 241 weist eine Verriegelungsnut 242 auf. Der Kaffeebohnenbehälter 100 wird mit dem Auslass 120 auf die Behälterhalterung 241 aufgesetzt, so dass das Verriegelungselement 127 in die Verriegelungsnut 242 eingreift. Anschließend wird der Kaffeebohnenbehälter 100 in eine verriegelte Position gedreht. Bei dieser Drehbewegung wird der Verschluss 125 des Auslasses 120 geöffnet, so dass Kaffeebohnen aus dem Kaffeebohnenbehälter 100 in das Aufnahmevolumen 246 gelangen können.
Was den Kaffeebohnenbehälter 100 angeht ist es denkbar, dass das Gehäuse 110 mit Bezug zu dem Auslass 120 drehbar ist, um bei dieser Relativbewegung zwischen Gehäuse 110 und Auslass 120 den Verschluss 125 zu öffnen. Wenn der Kaffeebohnenbehälter 100 mit der Behälterhalterung 241 gekoppelt wird, erfolgt zunächst eine erste Drehbewegung, durch welche das Verriegelungselement 127 in der Verriegelungsnut 242 verriegelt. Anschließend kann das Gehäuse 110 des Kaffeebohnenbehälters 100 in die gleiche Richtung gedreht werden, wobei bei dieser anschließenden Drehbewegung ein Teil des Auslasses 120 nicht mehr gedreht wird, so dass durch diese zweite Bewegung der Verschluss 125 des Auslasses 120 geöffnet wird. Der Verschluss 125 kann aber auch auf andere Weise geöffnet werden, beispielsweise durch einen an dem Gehäuse 110 angeordneten Hebel oder ein sonstiges Öffnungselement. Das Entnehmen des Kaffeebohnenbehälters 100 führt diese Schritte in umgekehrter Reihenfolge aus: zunächst wird das Gehäuse 110 mit Bezug zu dem Auslass 120 gedreht, um den Auslass 120 mit dem Verschluss 125 zu schließen, sodann wird das Verriegelungselement 127 in der Verriegelungsnut 242 gelöst und der Kaffeebohnenbehälter 100 kann entnommen werden.
Die Behälterhalterung 241 weist eine Verschließvorrichtung 243 auf. Die Verschließvorrichtung 243 öffnet bzw. verschließt den Zugang zu dem Aufnahmevolumen 246. Die Verschließvorrichtung 243 wird von dem Aktuator 245 betätigt. In das Aufnahmevolumen 246 werden Kaffeebohnen in einer Menge eingelassen, welche für das Zubereiten einer Portion eines Kaffeegetränks vorgesehen ist. Hierzu stellt der Aktuator 245 die Größe des Aufnahmevolumens 246 ein, in dem Beispiel der 1 indem die Behälterhalterung 241 nach oben bzw. unten bewegt wird. Dann wird die Verschließvorrichtung 243 bewegt, beispielsweise durch eine seitliche Verschiebebewegung, und Kaffeebohnen dringen in das Aufnahmevolumen 246 ein. Die Menge der Kaffeebohnen in dem Aufnahmevolumen 246 wird dadurch begrenzt, dass das Aufnahmevolumen 246 voll ist. Dann wird die Verschließvorrichtung 243 in die verschlossene Position gebracht. Im Anschluss werden die Kaffeebohnen aus dem Aufnahmevolumen 246 dem Mahlwerk 230 zugeführt, beispielsweise indem eine Auslassöffnung 247 des Auffangbecher 244 freigegeben wird. Die Auslassöffnung 247 kann mit einer Verschließvorrichtung (nicht gezeigt, ähnlich der Verschließvorrichtung 243 an dem Einlass des Aufnahmevolumen 246) wahlweise geöffnet bzw. geschlossen werden. Da die Verschließvorrichtung 243 in der geschlossenen Position ist, strömen keine weiteren Kaffeebohnen durch die Einlassöffnung 248 in das Aufnahmevolumen 246 bzw. das Mahlwerk 230 und die Kaffeebohnen sind für diesen Brühvorgang wie vorgegeben portioniert. Sind alle Kaffeebohnen gemahlen, wird die Auslassöffnung 247 wieder geschlossen und der Vorgang zum Herstellen eines Kaffeegetränks kann wiederholt werden.
Auf den Auffangbecher 244 kann auch verzichtet werden. Ohne den Auffangbecher 244 wird das Aufnahmevolumen 246 der Behälterhalterung 241 um ein Freivolumen 234 in dem Mahlwerk 230 erweitert. Wenn die Verschließvorrichtung 243 geöffnet wird, strömen Kaffeebohnen in das Aufnahmevolumen 246 und das Freivolumen 234. Unter der Voraussetzung, dass das Freivolumen 234 und seine Größe bekannt ist, kann die Größe des Aufnahmevolumens 246 durch die Bewegung der Behälterhalterung 241 eingestellt werden.
Bevor das nächste Kaffeegetränk hergestellt wird, kann der Kaffeebohnenbehälter 100 gewechselt werden. Wird ein Kaffeebohnenbehälter 100 mit einer anderen Kaffeebohnensorte eingesetzt, erkennt die Kaffeemaschine 200 das Kennzeichnungselement 130 des neuen Kaffeebohnenbehälters 100 mittels der Detektionsvorrichtung 205 und stellt die Kaffeemaschine 200 auf die neue Kaffeebohnensorte ein.
Zusammenfassend ist in 1 eine Kaffeemaschine 200, ein Kaffeebohnenbehälter 100, und ein System 10 bestehend aus Kaffeemaschine 200 und Kaffeebohnenbehälter 100 beschrieben. Der Kaffeebohnenbehälter 100 weist ein Kennzeichnungselement 130 auf, welches von der Kaffeemaschine 200 ausgelesen wird, wenn der Kaffeebohnenbehälter 100 auf die Kaffeemaschine 200 gesetzt wird. Basierend auf den aus dem Kennzeichnungselement 130 ausgelesenen Informationen wird ein Parameter-Set auf die Kaffeemaschine 200 angewandt und die Kaffeemaschine 200 wird individuell für den aufgesetzten Kaffeebohnenbehälter 100 eingestellt. Es sind verschiedene Aktuatoren 245, 275 vorgesehen, welche die folgenden Parameter einstellen können: Menge der Kaffeebohnen (über das Einstellen der Größe des Aufnahmevolumens 246 mit einem entsprechenden Aktuator 245), Mahlgrad (über das Einstellen des Mahlwerks 230), Fließprofil, Druck, Menge des Wassers (über das Steuern des Aktuators 275 des Wasserbehälters 270), Temperatur des Wassers (Steuern des Heizelements 272 an dem Wasserbehälter 270). Die Einstellungen werden von der Steuereinheit 220 der Kaffeemaschine 200 vorgenommen, indem entsprechende Einstellkommandos von der Steuereinheit 220 an die jeweiligen Aktuatoren 245, 275 bzw. die Heizelemente 272 übertragen werden.
Der hier beschriebene Aufbau des Kaffeebohnenbehälters 100 und der Kaffeemaschine 200 zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass der Kaffeebohnenbehälter 100 nach jedem Herstellungsvorgang einer Portion Kaffeegetränk gewechselt werden kann und keine ungemahlenen Kaffeebohnen der vorherigen Kaffeebohnensorte in dem Mahlwerk 230 sind. Die Kaffeemaschine 200 ermöglicht es, Kaffeegetränk basierend auf frisch gemahlenem Kaffeepulver herzustellen und dennoch die Kaffeebohnensorte nach jedem einzelnen Herstellungsvorgang einer Portion Kaffeegetränk zu wechseln.
Die Steuereinheit 220 kann ein programmierter Controller sein, welcher mit der Detektionsvorrichtung 205 sowie dem Aktuator 245 verbunden ist. Die Steuereinheit 220 erhält von der Detektionsvorrichtung 205 Informationen über die Kennzeichnung 130 des Kaffeebohnenbehälters 100 und erstellt basierend auf diesen Informationen Steuerkommandos, welche den Aktuator 245 anweisen, die Kaffeemaschine 200 entsprechend einzustellen.
Der Aktuator 245 ist lediglich beispielhaft gezeigt. Es ist zu verstehen, dass die Kaffeemaschine 200 einen oder mehrere Aktuatoren 245 aufweisen kann, wobei jeweils ein Aktuator 245 angeordnet ist, einen Parameter der Kaffeemaschine 200 einzustellen bzw. eine Funktion auszuführen. Die auszuführenden Funktionen sind: Bewegen der Verschließvorrichtung 243 aus dem geöffneten Zustand in den geschlossenen Zustand und umgekehrt; die gleiche Funktion wird auch für das Freigeben bzw. Schließen der Auslassöffnung 247 implementiert; Einstellen des Mahlgrades des Mahlwerks 230; Variieren der Größe des Aufnahmevolumen 246. Weitere Funktionen werden mit Bezug zu den folgenden Figuren beschrieben und hier lediglich der Vollständigkeit halber genannt: Verteilen und Verdichten des gemahlenen Kaffeepulvers in einem Sieb 260; Ausgeben von Wasser 276 aus einem Wasserbehälter 270; Heizen des Wassers 276 in dem Wasserbehälter 270.
Die Steuereinheit 220 ist ausgeführt, einen oder mehrere Aktuatoren 245 anzuweisen, die obigen Funktionen gemäß einer Vorgabe entsprechend der Kennzeichnung eines Kaffeebohnenbehälters 100 zu aktivieren, um die Kaffeemaschine 200 wie vorgegeben einzustellen.
2 zeigt eine schematische Darstellung der Kaffeemaschine 200 mit Gehäuse 210, Mahlwerk 230, Stampfvorrichtung 250 und Sieb 260. Werden die Kaffeebohnen in dem Mahlwerk 230 gemahlen, so fällt das resultierende Kaffeepulver auf das Sieb 260. In diesem Zustand ist das Kaffeepulver möglicherweise ungleichmäßig in dem Sieb 260 verteilt. Die Stampfvorrichtung 250 kommt nun zum Einsatz, um das Kaffeepulver gleichmäßig in dem Sieb 260 zu verteilen und zu verdichten. Die Stampfvorrichtung 250 kann während des Mahlvorgangs in einer Ausnehmung des Gehäuses 210 positioniert sein und wird aus dieser Ausnehmung ausgefahren und in seine Position über dem Sieb 260 gebracht, wenn der Mahlvorgang abgeschlossen ist. Die Stampfvorrichtung 260 kann ein planarer Kolben oder ein Flügelrad sein. Die Stampfvorrichtung 260 übt eine Kraft auf das in dem Sieb 270 befindliche Kaffeepulver aus und verteilt dieses darin. Nun kann ein erhitztes Fluid, beispielsweise Wasser 276, durch das Kaffeepulver in dem Sieb 260 gedrückt werden.
3 zeigt einen Wasserbehälter 270 mit einem Gehäuse 271, in welchem Wasser 276 vorgehalten wird. In dem Gehäuse 271 ist ein Kolben 273 angeordnet, welcher von einem Aktuator 275 und einer Stange 274 in dem Gehäuse 271 bewegt werden kann. Wenn der Kolben 273 in dem Gehäuse 271 bewegt wird, wird das Wasser 276 durch die Auslassöffnung 277 gedrückt. An der Auslassöffnung 277 ist ein Schlauch oder ein Rohr (nicht gezeigt) angeordnet und bringt das Wasser 276 zu dem Kaffeepulver in dem Sieb 260 (siehe 2).
Der Aktuator 275 wird ebenfalls von der Steuereinheit 220 gesteuert, um ein gewünschtes Fließprofil sowie einen Druck des Wassers 276 durch die Auslassöffnung 277 herbeizuführen. Das Fließprofil des Wassers 276 und der Druck des Wassers 276 wird vorgegeben durch die Kennzeichnung des verwendeten Kaffeebohnenbehälters 100.
An dem Wasserbehälter 270 sind Heizelemente 272 angeordnet, um das Wasser 276 auf eine gewünschte Temperatur zu bringen. Diese Temperatur kann ebenfalls von der Kennzeichnung des verwendeten Kaffeebohnenbehälters 100 vorgegeben werden.
Der Wasserbehälter 270 hat beispielsweise eine Aufnahmekapazität für Wassers 276 um eine Portion Kaffeegetränk herzustellen. Nach dem Herstellungsvorgang wird der Kolben 273 von dem Aktuator 275 von der Auslassöffnung 277 weggezogen. Hierbei wird neues Wassers 276 in den Wasserbehälter 270 eingebracht, beispielsweise über eine in der Wand des Gehäuses 271 angeordnete Einlassöffnung (nicht gesondert gezeigt).
4 zeigt die Steuereinheit 220 sowie einen damit verbundenen ersten Sensor 280 und einen zweiten Sensor 290. Der erste Sensor 280 kann so an der Kaffeemaschine 200 angeordnet sein, dass er ein Fließprofil des aus dem Wasserbehälter 270 herausgedrückten Wassers 276 erfasst. Der zweite Sensor 290 kann an dem Kolben 273 oder dem Aktuator 275 angeordnet sein, um eine Bewegung oder einen Widerstand des Kolbens 273 bzw. des Aktuator 275 zu erfassen.
Sowohl das Fließprofil des Wassers 276 als auch der Bewegungswiderstand des Kolbens 273 oder des Aktuators 275 können von der Steuereinheit 220 verwendet werden, um zu bestimmen, wie das Wasser 276 durch das in dem Sieb 260 befindliche Kaffeepulver fließt. Das Fließprofil und der Druck des Wasser 276 haben Einfluss auf den Geschmack des Kaffeegetränks. Beides kann über das Kennzeichnungselement 130 an dem Kaffeebohnenbehälter 100 für den jeweiligen Kaffeebohnenbehälter 100 vorgegeben sein. Wenn das Fließprofil und/oder der Druck des Wasser 276 von diesen Vorgaben abweicht, kann die Steuereinheit 220 den Aktuator 275 an dem Wasserbehälter 270 so ansteuern, dass diese Werte sich den Vorgaben anpassen.
Bezugszeichenliste

10: System
100: Kaffeebohnenbehälter
110: Gehäuse
120: Auslass
125: Verschluss
127: Verriegelungselement
130: Kennzeichnungselement
200: Kaffeemaschine
205: Detektionsvorrichtung
210: Gehäuse
220: Steuereinheit
230: Mahlwerk
232: Mahlscheibe
234: Freivolumen
240: Kaffeebohnenbehälteraufnahmevorrichtung
241: Behälterhalterung
242: Verriegelungsnut
243: Verschließvorrichtung
244: Auffangbecher
245: Aktuator
246: Aufnahmevolumen
247: Auslassöffnung
248: Einlassöffnung
250: Stampfvorrichtung
260: Sieb
270: Wasserbehälter
271: Gehäuse
272: Heizelement
273: Kolben
274: Stange
275: Aktuator
276: Wasser
277: Auslassöffnung
280: erster Sensor
290: zweiter Sensor

Claims

Kaffeemaschine (200), aufweisend: ein Gehäuse (210); und eine Kaffeebohnenbehälteraufnahmevorrichtung (240), welche ausgestaltet ist, einen Kaffeebohnenbehälter (100) aufzunehmen; ein Mahlwerk (230) zum Mahlen von Kaffeebohnen; wobei die Kaffeebohnenbehälteraufnahmevorrichtung (240) aufweist: eine Behälterhalterung (241) mit einer Einlassöffnung (248) für Kaffeebohnen, wobei die Behälterhalterung (241) ein Aufnahmevolumen (246) für Kaffeebohnen umschließt; eine Verschließvorrichtung (243), welche ausgestaltet ist, die Einlassöffnung (248) wahlweise zu verschließen oder freizugeben; einen Aktuator (245), welcher angeordnet ist, auf die Behälterhalterung (241) einzuwirken und dabei eine Größe des Aufnahmevolumens (246) zu verändern; wobei der Aktuator (245) weiter ausgestaltet ist, die Verschließvorrichtung (243) aus einem geöffneten Zustand in einen geschlossenen Zustand und umgekehrt zu bewegen; wobei der Aktuator (245) ausgestaltet ist, wenn das Aufnahmevolumen (246) mit Kaffeebohnen gefüllt ist, die Verschließvorrichtung (243) in den geschlossenen Zustand zu versetzen und die Kaffeebohnen aus dem Aufnahmevolumen (246) dem Mahlwerk (230) zuzuführen; dadurch gekennzeichnet, dass die Kaffeemaschine weiterhin eine Detektionsvorrichtung (205) aufweist, welche ausgestaltet ist, eine Kennzeichnung (130) eines Kaffeebohnenbehälters (100) zu erfassen; wobei die Kaffeemaschine (200) ausgestaltet ist, die Größe des Aufnahmevolumens (246) der Behälterhalterung (241) in Abhängigkeit von dem erfassten Kaffeebohnenbehälter (100) einzustellen.
Kaffeemaschine (200) nach Anspruch 1, wobei der Aktuator (245) angeordnet ist, die Behälterhalterung (241) mit Bezug zu dem Gehäuse (210) der Kaffeemaschine (200) translatorisch zu bewegen, um die Größe des Aufnahmevolumens (246) zu verändern; und/oder wobei der Aktuator (245) angeordnet ist, eine Mantelfläche der Behälterhalterung (241) zu bewegen, um die Größe des Aufnahmevolumens (246) zu verändern.
Kaffeemaschine (200) nach Anspruch 1 oder 2, weiterhin aufweisend einen Auffangbecher (244); wobei der Auffangbecher (244) beweglich mit der Behälterhalterung (241) verbunden ist; wobei das Aufnahmevolumen (246) für Kaffeebohnen durch den Auffangbecher (244), die Behälterhalterung (241) und die Verschließvorrichtung (243) in dem geschlossenen Zustand definiert wird.
Kaffeemaschine (200) nach einem der voranstehenden Ansprüche, weiterhin aufweisend ein Sieb (260) und eine Stampfvorrichtung (250); wobei das Sieb (260) angeordnet ist, Kaffeepulver aus dem Mahlwerk (230) aufzufangen; wobei die Stampfvorrichtung (250) ausgestaltet ist, eine Druckkraft auf das in dem Sieb (260) befindliche Kaffeepulver auszuüben und eine homogene Oberfläche und Dicke des Kaffeepulvers in dem Sieb (260) herbeizuführen.
Kaffeemaschine (200) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Kaffeemaschine (200) ausgestaltet ist, wahlweise mit einem Kaffeebohnenbehälter (100) von einer Mehrzahl wechselbarer Kaffeebohnenbehälter (100) betrieben zu werden.
Kaffeemaschine (200) nach einem der voranstehenden Ansprüche, weiterhin aufweisend einen Wasserbehälter (270); wobei der Wasserbehälter (270) ein Gehäuse (271) und einen darin bewegbaren Kolben (273) aufweist, wobei der Kolben (273) von einem Aktuator (275) antreibbar ist, um sich in dem Gehäuse (271) zu bewegen und ein darin befindliches Fluid (276) durch eine Auslassöffnung (277) aus dem Gehäuse (271) zu drücken.
Kaffeemaschine (200) nach Anspruch 6, weiterhin aufweisend mindestens ein Heizelement (272), welches an dem Wasserbehälter (270) angeordnet ist und ausgestaltet ist, das in dem Wasserbehälter (270) befindliche Fluid (276) auf eine vorbestimmte Temperatur zu erwärmen.
Kaffeemaschine (200) nach Anspruch 6 oder 7, weiterhin aufweisend einen ersten Sensor (280) und/oder einen zweiten Sensor (290); wobei der erste Sensor (280) ausgestaltet ist, ein Fließprofil des Fluids (276) an der Auslassöffnung (277) des Gehäuses (271) des Wasserbehälters (270) zu erfassen; wobei der zweite Sensor (290) ausgestaltet ist, eine von dem Aktuator (275) auf den Kolben (273) aufgebrachte Kraft zu erfassen.
Kaffeebohnenbehälter (100), aufweisend: ein Gehäuse (110) zum Aufnehmen von Kaffeebohnen; einen Auslass (120) zum Auslassen von Kaffeebohnen aus dem Gehäuse (110); ein Kennzeichnungselement (130), wobei das Kennzeichnungselement (130) maschinell auslesbar ist und eine Anweisung zum Einstellen von Parametern einer Kaffeemaschine (200) für die Zubereitung eines Kaffeegetränks mit den Kaffeebohnen aus dem Gehäuse (110) enthält; wobei ein Parameter der Kaffeemaschine (200) die Größe eines Aufnahmevolumens (246) einer Behälterhalterung (241) der Kaffeemaschine (200) ist, wobei die Größe des Aufnahmevolumens (246) in Abhängigkeit von dem Kennzeichnungselement (130) einstellbar ist.
Kaffeebohnenbehälter (100) nach Anspruch 9, weiterhin aufweisend ein Verriegelungselement (127), welches angeordnet ist, um den Auslass (120) mit einer Behälterhalterung (241) einer Kaffeemaschine (200) lösbar zu verriegeln.
Kaffeebohnenbehälter (100) nach Anspruch 9 oder 10, weiterhin aufweisend einen Verschluss (125); wobei der Verschluss (125) angeordnet ist, den Auslass (120) des Kaffeebohnenbehälters (100) wahlweise zu öffnen oder zu schließen; wobei der Verschluss (125) angeordnet ist, wenn der Kaffeebohnenbehälter (100) mit einer Behälterhalterung (241) einer Kaffeemaschine (200) verbunden wird, aus einem geschlossenen Zustand in einen geöffneten Zustand überzugehen.
System (10) zum Zubereiten von Kaffeegetränken, aufweisend: einen oder mehrere Kaffeebohnenbehälter (100) nach einem der Ansprüche 9 bis 11; eine Kaffeemaschine (200) nach einem der Ansprüche 1 bis 8.