AT515309B1 - Filter für automatische Kaffeemaschinen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Filter (100, 200) für eine Kaffeemaschine, insbesondere eine automatische Kaffeemaschine, umfassend ein nach oben hin offenes Filtergehäuse (101, 201) zur Aufnahme von Kaffeemehl und zum Zuführen von Wasser, und einen im Filtergehäuse (101, 201) angeordneten plattenförmigen Filtereinsatz (107, 207), der im Wesentlichen horizontal verläuft, wobei der Filtereinsatz das Filtergehäuse in einen oberen Filtergehäuseabschnitt (101a, 201a) und in einen unteren Filtergehäuseabschnitt (101b, 201b) teilt, und wobei das Filtergehäuse (101, 201) im unteren Filtergehäuseabschnitt (101b, 201b) zumindest eine Abflussöffnung mit einem Auslassventil aufweist, wobei im oberen Filtergehäuseabschnitt (101a, 201a) ein Belüftungsventil (116, 216) angeordnet ist, der obere Filtergehäuseabschnitt (101a, 201a) einen oberen Filterinnenbereich (113, 213) definiert, der in seinem Volumen veränderbar ist, und der Filtereinsatz (107, 207) zum Einstellen der Maschenweite zumindest zwei übereinanderliegende Lochplatten (107a, 107b, 207a, 207b) umfasst, die gegeneinander drehbar gelagert sind. Der Filter ist für alle gängigen Kaffeebrühkonzepte geeignet.

Description

Beschreibung

FILTER FÜR AUTOMATISCHE KAFFEEMASCHINEN

[0001] Die Erfindung betrifft einen Filter für eine Kaffeemaschine, insbesondere eine automatische Kaffeemaschine, umfassend ein Filtergehäuse, das zur Aufnahme von Kaffeemehl und zum Zuführen von Wasser nach oben hin offen ist, und einen im Filtergehäuse angeordneten plattenförmigen Filtereinsatz, der im Wesentlichen horizontal verläuft, wobei der Filtereinsatz das Filtergehäuse in einen oberen Filtergehäuseabschnitt und in einen unteren Filtergehäuseabschnitt teilt und wobei das Filtergehäuse im unteren Filtergehäuseabschnitt zumindest eine Abflussöffnung mit einem Auslassventil aufweist.

[0002] Bei den derzeit auf dem Markt erhältlichen Kaffeemaschinen handelt es sich entweder um Filterkaffeemaschinen, Espressomaschinen, nach der Espressomethode arbeitende Kaffeevollautomaten oder Portionskaffeemaschinen. Die hierfür eingesetzten Filter sind speziell für die jeweilige Maschinenart bzw. Zubereitungsart ausgelegt. Beispielsweise sind hier Einwegfilter, Dauerfilter aus Metall oder vorgefertigte Portionspackungen (z.B. Kaffeekapseln, Kaffeepads) zu nennen.

[0003] Grundsätzlich lassen sich Kaffeefilter in jene zur Espressozubereitung und jene zur Filterkaffeezubereitung einteilen. Ein wesentlicher Unterschied zwischen den beiden Filterarten besteht in der Feinheit des verwendeten Kaffeemehls. Ein weiterer wesentlicher Unterschied liegt in der drucklosen und in der druckbehafteten Zubereitungsmethode.

[0004] Filter zur Zubereitung von Espresso nach an sich bekannter Art sind zur Aufnahme von Kaffeemehl und zum Zuführen von Wasser typischerweise nach oben hin offen und sind zum Druckaufbau während des Espressobrühvorgangs nach oben hin dicht mit der Wasserzufuhreinrichtung (Dusche) der Kaffeemaschine verbunden. Für den zur Herstellung von Espresso notwendigen Druckaufbau ist ferner der Widerstand im Wasserweg ausschlaggebend. Der genannte Widerstand wird zum einen durch eine Querschnittsverjüngung des Filters, durch die Wahl des Filtereinsatzes sowie die Feinheit des Kaffeemehls und zum anderen durch den umgebenden Luftdruck aufgebaut. Dadurch wird auch die anfänglich im Filter vorhandene Luft beim Brühvorgang aus dem Filter entfernt, bevor das Wasser mit hohem Druck durch das Kaffeemehl gepresst wird. Um die Luft möglichst rasch aus dem Filter zu entfernen, sind Filterkammern zur Espressozubereitung typischerweise klein dimensioniert.

[0005] Bei der Zubereitung von Filterkaffee, die drucklos erfolgt, muss das Kaffeemehl während des Brühvorgangs eine entsprechende Zeit im Wasser verweilen, damit die Kaffeeinhaltsstoffe aus dem Kaffeemehl gelöst werden. Um dies zu erreichen, rinnt das Wasser durch die Schwerkraft langsam durch den Filter, wobei die Verweildauer durch die Größe der Filterkammer und ein Auslassventil variiert werden kann. Damit das Wasser bei der Filterkaffeezubereitung überhaupt durch den Filter abrinnen kann, ist es notwendig, dass der Filter zum Druckausgleich auch während der Kaffeezubereitung nach oben hin offen bleibt, d.h. im Gegensatz zur Espressozubereitung ist der Filter nach oben hin frei nicht dicht mit der Wasserzufuhreinrichtung der Kaffeemaschine verbunden.

[0006] Die unterschiedlichen Anforderungen der jeweiligen Zubereitungsmethode an den jeweiligen Filter machen es schwierig, eine universell einsetzbare Kaffeemaschine zu entwickeln, welche in Anbetracht der vielen Geschmäcker den einzelnen Anwenderbedürfnissen gerecht wird.

[0007] Aus dem Stand der Technik sind Konzepte zur Optimierung der unterschiedlichen Anwenderbedürfnisse bekannt.

[0008] Beispielsweise beschreibt die US 5,490,447 A eine automatische Kaffeemaschine zum Zubereiten von Espresso und Cappuccino, wobei der Geschmack mit Hilfe von wechselbaren Filtereinsätzen unterschiedlicher Maschenweite den individuellen Wünschen eines Benutzers entsprechend eingestellt werden kann. Die darin beschriebenen Filter sind jedoch nur zur Her-

Stellung von Espresso ausgelegt. Darüber hinaus weist die Kaffeemaschine einen relativ hohen Platzbedarf auf.

[0009] Die DE 10 2012 205 666 A1 offenbart eine Filterträgeranordnung für eine Filterkaffeemaschine mit einem Filterträger und mit einer Filterträgeraufnahme. Durch entsprechende Stellung des Filterträgers und der Filterträgeraufnahme kann die Abflussgeschwindigkeit des gebrühten Kaffees und somit der Brühverlauf verändert werden. Auf diese Weise können Parameter wie Brühzeiten, Brühverlauf, Kaffeearoma etc. gesteuert werden. Für die Herstellung von Espresso ist die Filterträgeranordnung jedoch nicht geeignet.

[0010] Die GB 2346800 A offenbart eine Kaffeemaschine mit einem Filtereinsatz, der zwei übereinander liegende, gegeneinander drehbar gelagerte Filterscheiben umfasst.

[0011] Die EP 2353468 A1 beschreibt eine Vorrichtung zum Extrahieren von Kaffee mit zwei ineinander verschiebbaren Zylinderelementen.

[0012] Die US 2010294135 A1 offenbart eine mit einem Motor versehene automatische Kaffeemaschine zur Zubereitung von Kaffee nach der French-Press-Methode, wobei der Filter mit einer Hubspindel innerhalb des Filtergehäuses vertikal verschiebbar ist.

[0013] Die WO 2008044948 A1 offenbart eine Kaffeemaschine zur Zubereitung von Kaffee nach der French-Press-Methode, die einen innerhalb des Filtergehäuses verschiebbaren Filter aufweist.

[0014] Die US 8663724 B1 offenbart eine elektrische, automatische Maschine zum Zubereiten von Heißgetränken sowie ein Verfahren zum Zubereiten von Heißgetränken. Ein Filter der eingangs genannten Art sowie eine für den Filter geeignete Filterkaffeemaschine sind aus der AT 512 690 bekannt geworden. Der darin beschriebene Filter ist für in erster Linie für die Zubereitung von Filterkaffee ausgelegt und weist zur Regelung der Verweildauer des Kaffeemehls im Wasser Auslassventil auf, das vorzugsweise mittels der Steuereinheit der Kaffeemaschine regelbar ist.

[0015] Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, einen Filter für eine Kaffeemaschine bereitzustellen, der für die unterschiedlichen Kaffeezubereitungsmethoden (z.B. Espressomethode, Filterkaffeemethode und French-Press-Methode) gleichermaßen geeignet ist und den unterschiedlichen Anwenderbedürfnissen gerecht wird.

[0016] Die Aufgabe wird durch einen Filter der eingangs genannten Art gelöst, der erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, dass im oberen Filtergehäuseabschnitt ein Belüftungsventil angeordnet ist, der obere Filtergehäuseabschnitt einen oberen Filterinnenbereich definiert, der in seinem Volumen veränderbar ist, und der Filtereinsatz zum Einstellen der Maschenweite zumindest zwei übereinanderliegende Lochplatten umfasst, die gegeneinander drehbar gelagert sind.

[0017] Folglich ist der erfindungsgemäße Filter, wie er aus Anspruch 1 hervorgeht, sehr vielseitig und kann sowohl für die Zubereitung von Espresso als auch für die Zubereitung von Filterkaffee oder auch für die Zubereitung von Kaffee nach dem French-Press-Verfahren konfiguriert werden. Da nur ein einziger multifunktioneller Filter notwendig ist, ist eine platzsparende Ausführung von Kaffeemaschinen, die mit dem erfindungsgemäßen Filter ausgestattet sind, möglich.

[0018] Erfindungsgemäß ist im oberen Filtergehäuseabschnitt ein Belüftungsventil angeordnet. Beispielsweise ist das Belüftungsventil ein Membranventil, welches nur für Luft aber nicht für Flüssigkeiten permeabel ist, oder eine Belüftungsleitung, die sich vom Filtergehäuse weg nach oben erstreckt. Das Belüftungsventil ist sinnvollerweise in einem oberen Bereich des oberen Filtergehäuseabschnitts, vorzugsweise in unmittelbarer Nähe zum oberen Ende des Filtergehäuses, angeordnet. Das Belüftungsventil ist vorzugsweise Steuer- und regelbar.

[0019] Der Filter ist nach oben hin offen, um das Zuführen von Kaffeemehl und Wasser in den oberen Filtergehäuseabschnitt zu ermöglichen. Für den Brühvorgang wird der Filter nach oben hin dicht mit der Wasserzufuhreinrichtung (auch als Dusche bezeichnet) der Kaffeemaschine verbunden. Dies kann nach an sich bekannter Art und je nach Ausführung der Kaffeemaschine manuell oder automatisch erfolgen. Bei der Zubereitung von Espresso ist das Belüftungsventil geschlossen, um den Druckaufbau im Filter zu ermöglichen. Das Belüftungsventil übernimmt bei der Espressoherstellung die Funktion eines Überdruckventils, wobei der weitere Espressobrühprozess im Wesentlichen nach an sich bekannter Art erfolgt. Bei der Zubereitung von Filterkaffee bleibt das Belüftungsventil hingegen offen, so dass ein Druckausgleich mit dem umgebenden Luftdruck ermöglicht wird.

[0020] Erfindungsgemäß umfasst der Filtereinsatz zumindest zwei übereinanderliegende Lochplatten, die gegeneinander drehbar gelagert sind, um zum einen der unterschiedlichen Feinheit (Korngröße) des Mahlguts (Kaffeemehls) gerecht zu werden und um zum anderen den Durchfluss des Brühwassers und den Druck über den Filtereinsatz zu regulieren. Durch das Verdrehen der Lochplatten kann die Maschenweite des Filters eingestellt werden.

[0021] Bei einer einfach zu realisierenden und platzsparenden Ausführung des Filters sind die zumindest zwei Lochplatten um eine gemeinsame im Wesentlichen vertikale Achse drehbar gelagert.

[0022] Für die praktische Handhabung des Filters ist es zweckmäßig, wenn der Filtereinsatz genau zwei Lochplatten umfasst.

[0023] Erfindungsgemäß definiert der obere Filtergehäuseabschnitt einen oberen Filterinnenbe-reich, der in seinem Volumen bzw. in seiner Größe veränderbar ist. Auf diese Weise kann die Größe bzw. das Volumen des oberen Filterinnenbereichs auf die verschiedenen Zubereitungsarten abgestimmt werden. So wird für die Zubereitung von Espresso das Volumen des oberen Filterinnenbereichs möglichst klein gewählt, um beim Brühvorgang die Luft möglichst rasch aus der Filterkammer zu verdrängen. Bei der Herstellung von Filterkaffee oder bei der Herstellung von Kaffee nach der French-Press-Methode ist es von Vorteil, wenn der obere Filterinnenbe-reich möglichst groß gewählt ist, um die Brühkapazität zu erhöhen.

[0024] Bei einer ersten vorteilhaften Ausführungsform ist zum Verändern des Volumens des oberen Filterinnenbereichs der Filtereinsatz innerhalb des Filtergehäuses im Wesentlichen vertikal verschiebbar. Das Volumen des durch den oberen Filtergehäuseabschnitt definierten oberen Filterinnenbereichs lässt sich also durch den Hub des Filtereinsatzes einzustellen. Dafür werden der Filtereinsatz bzw. die Lochplatten beispielsweise mit einer Hubspindel innerhalb des Filtergehäuses vertikal verschoben. Die erste vorteilhafte Ausführungsform ist insbesondere zur Herstellung von Espresso, Filterkaffee und Kaffee nach der French-Press-Methode geeignet.

[0025] Bei einer zweiten vorteilhaften Ausführungsform sind die Seitenwände des oberen Filtergehäuseabschnitts aus zwei Hohlzylinderabschnitten gebildet, die reversibel ineinander verschiebbar sind. Zum Verändern des Volumens des oberen Filterinnenbereichs werden die beiden Hohlzylinderabschnitte im gewünschten Ausmaß ineinander verschoben. Vorzugsweise erfolgt dies mit einem Verstellantrieb. Sind die beiden Hohlzylinderabschnitte bis auf ein Maximum ineinander verschoben, ist das Volumen des oberen Filterinnenbereichs entsprechend klein und insbesondere für die Zubereitung von Espresso geeignet. Durch Auseinanderschieben der Hohlzylinderabschnitte kann das Volumen für die Zubereitung von Filterkaffee wieder größer eingestellt werden. Die zweite Ausführungsform ist außerdem zur Zubereitung von Kaffee nach der French-Press-Methode geeignet.

[0026] Um eine Speicherung größerer Mengen fertig gebrühten Espressos im Filter zu ermöglichen, sieht eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ein im unteren Filtergehäuseabschnitt angeordnetes Entlüftungsventil vor. Beispielsweise ist das Entlüftungsventil als Membranventil ausgeführt, welches nur für Luft aber nicht für Flüssigkeiten permeabel ist. Das Entlüftungsventil ist vorzugsweise Steuer- und regelbar.

[0027] Bei einer vorteilhaften Weiterbildung ist der Filter beheizbar. Das Beheizen des Filters erfolgt nach an sich bekannter Art, beispielsweise mittels Wärmeelementen. Das Beheizen des Filters dient zum einen der Speicher- und Warmhaltefunktion, zum anderen aber auch zum Vorheizen des Kaffeemehls und des Filters, um während des Brühprozesses keine thermischen

Verluste des Wassers und damit verbundene Geschmackseinbußen insbesondere bei kleinen Brühmengen zu erleiden.

[0028] Um die Wasserzufuhr insbesondere bei der Zubereitung von Filterkaffee zu steuern, weist der Filter vorzugsweise einen Pegelmesser nach an sich bekannter Art auf, der naturgemäß oberhalb des Filtereinsatzes im oberen Filterinnenbereich angeordnet ist. Der Pegelmesser kann die Pumpe für die Wasserzufuhr steuern, so dass zum einen ein Überlaufen des Filters verhindert wird und zum anderen für ein gewünschtes Wasser-Kaffeemehl-Gemisch während des Brühprozesses gesorgt wird.

[0029] Der erfindungsgemäße Filter ist besonders für automatische Kaffeemaschinen gedacht. Zweckmäßigerweise sind die Filterfunktionen nach an sich bekannter Art mittels einer Steuereinheit Steuer- und/oder regelbar. Die Steuerung kann beispielsweise mittels eigenem Mikrokontroller und Übertragungsprotokoll oder über eine Steuereinheit der Kaffeemaschine erfolgen. Mit Vorteil ist zumindest das Auslassventil und/oder das Belüftungsventil und/oder das Entlüftungsventil mittels der Steuereinheit nach an sich bekannter Art Steuer- und regelbar. Beispielsweise offenbart die bereits zuvor genannte AT 512 690 einen Filter mit einem vorzugsweise stufenlos regelbaren Auslassventil zur Regelung der Verweildauer des Kaffeemehls im Wasser.

[0030] Darüber hinaus können weitere zuvor beschriebene Filterfunktionen, insbesondere das Einstellen des Volumens des oberen Filterinnenbereichs, das Beheizen des Filters, die Funktion des Pegelmessers, das Verdrehen der Lochplatten und die Stellung der Lochplatten zueinander über die Steuereinheit gesteuert bzw. geregelt werden.

[0031] Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft eine Kaffeemaschine, insbesondere eine automatische Kaffeemaschine, umfassend ein Brühsystem mit einem Wassereingang und einem Wasserausgang, eine Steuereinheit und einen erfindungsgemäßen Filter wie hierin beschrieben. Der Aufbau und die Ausstattung von Kaffeemaschinen einschließlich automatischen Kaffeemaschinen sind einem Fachmann auf dem Gebiet hinlänglich bekannt. Als Brühsystem kommen beispielsweise alle einem Fachmann bekannten Varianten, einschließlich ein-oder mehrstufige Brühsysteme, in Frage. Die Kaffeemaschine kann beispielsweise zudem noch mit einer Kaffeemühle, einer Filterwaschanlage, einer Bedienkonsole mit Display, einer datenbankorientierten Nutzererkennung und dergleichen ausgestattet sein.

[0032] Vorzugsweise ist die Steuereinheit zur programmierten Steuerung des Filters eingerichtet. Mit Vorteil ist zumindest das Auslassventil und/oder das Belüftungsventil und/oder das Entlüftungsventil mittels der Steuereinheit nach an sich bekannter Art Steuer- und regelbar. Vorzugsweise ist außerdem das Verdrehen der Lochplatten des Filtereinsatzes gegeneinander mittels der Steuereinheit Steuer- und regelbar.

[0033] Im Folgenden wird die Erfindung samt weiteren Vorzügen anhand von nicht einschränkenden Ausführungsbeispielen, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind, näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen: [0034] Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Filters, [0035] Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung des Filtereinsatzes des in Fig. 1 dargestellten

Filters, [0036] Fig. 3 eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Filters, und [0037] Fig. 4A-D Draufsichten auf die Lochplatten des Filtereinsatzes, wobei unterschiedli che Maschenweiten eingestellt sind.

[0038] Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Filters 100 mit einem Filtergehäuse 101 nach Art eines Trichters. Das Filtergehäuse 101 ist nach oben hin offen, wobei der obere Filterrand 102 dicht mit einer Wasserzufuhreinrichtung 300 (auch als Dusche bezeichnet; Wasserzufuhr durch Pfeile symbolisiert) einer nicht näher dargestellten Kaffeemaschine verbindbar ist. Das Filtergehäuse 101 definiert eine Filterkammer 103, wobei der Boden 104 der Filterkammer 103 nach Art eines Trichters geneigt ist und in einer Abflussöffnung 105 für Kaffee, die mit einem Abflussventil 106 versehen ist, mündet. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Abflussventil 106 mittels einer der nicht dargestellten Steuereinheit der Kaffeemaschine Steuer- und regelbar, vorzugsweise stufenlos Steuer- und regelbar. Der Filter 100 weist ferner einen im Filtergehäuse 101 angeordneten plattenförmigen und im Wesentlichen horizontal verlaufenden Filtereinsatz 107 auf. Der Filtereinsatz 107 umfasst zwei übereinanderliegende kreisförmige Lochplatten 107a, 107b, die um eine gemeinsame, im Wesentlichen vertikale Drehachse L gegeneinander drehbar gelagert sind. Die Lagerachse 108a der oberen Lochplatte 107a erstreckt sich dabei durch die hohle Lagerachse 108b der Lochplatte 107b. Der Filtereinsatz aus der Fig. 1 in der der Fig. 2 vergrößert dargestellt. Um die Lochplatten 107a, 107b gegeneinander zu verdrehen und zu verstellen, ist am unteren Ende der Lagerachse 108a ein Permanentmagnet 109 angebracht. Das Gegenstück zu diesem bildet ein am Filtergehäuse 101 befestigter Elektromagnet 110. Will man die Lochplatten 107a, 107b gegeneinander verstellen, so wird der Elektromagnet 110 als erstes mit gleicher Polung wie der Dauermagnet 109 geschaltet. Durch die Abstoßung der Magnete lassen sich die Lochplatten 107a, 107b über einen sensorgesteuerten Antrieb 112 gegeneinander verdrehen. Will man die Lochplatten 107a, 107b nun mit der gewünschten Einstellung fixieren, wird der Elektromagnet 110 nun gegengleich der Polung des Dauermagneten 109 geschaltet, wodurch sich die Magneten 109, 110 anziehen, bis sie einander berühren und eine so große Haftreibung entsteht, dass die Stellung der Lochplatten zueinander fixiert wird. Die Fig. 1 und 2 zeigen nur eine Möglichkeit, um die Lochplatten automatisiert gegeneinanderzu verdrehen. Es ist auch denkbar, das Verdrehen der Lochplatten durch andere, einem Fachmann bekannte Mechanismen oder auch manuell durchzuführen.

[0039] Bezug nehmend auf Fig. 1 wird das Filtergehäuse 101 durch den plattenförmigen Filtereinsatz 107 in einen oberen Filtergehäuseabschnitt 101a und in einen unteren Filtergehäuseabschnitt 101b geteilt. Die zuvor bereits genannte Abflussöffnung 105 ist sinngemäß im unteren Filtergehäuseabschnitt 101b angeordnet. Der obere Filtergehäuseabschnitt 101a definiert einen oberen Filterinnenbereich 113, der ein entsprechendes Volumen einnimmt. Durch vertikales Verschieben des Filtereinsatzes 107 bzw. der Lochplatten 107a, 107b innerhalb des und relativ zum Filtergehäuse(s) 101 kann das Volumen des oberen Filterinnenbereichs 113 variabel verändert werden. In anderen Worten ausgedrückt, lässt sich das Volumen des Filterinnenbereichs 113 durch den Hub des Filtereinsatzes 107 bzw. der Lochplatten 107a, 107b einstellen. Wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich ist, kann dies mit geringem konstruktiven Aufwand mit Hilfe einer Hubspindel 114, die von einem Hubspindelantrieb 115 angetrieben wird, realisiert werden.

[0040] Die Position der Lochplatten 107a, 107b zueinander sowie deren Hub ist mit Vorteil ebenfalls durch die Steuereinheit der Kaffeemaschine steuerbar.

[0041] Im oberen Filtergehäuseabschnitt 101a ist in unmittelbarer Nähe zum oberen Filterrand 102 ein Belüftungsventil 116 angeordnet. Ferner ist im unteren Filtergehäuseabschnitt 101b ein Entlüftungsventil 117 angeordnet. Im gezeigten Beispiel sind das Belüftungsventil 116 und das Entlüftungsventil 117 als Membranventile ausgeführt, welche nur für Luft aber nicht für Flüssigkeiten permeabel sind. So wie das Abflussventil 106 sind auch die Ventile 116, 117 mittels der Steuereinheit der Kaffeemaschine Steuer- und regelbar, vorzugsweise stufenlos Steuer- und regelbar.

[0042] Ferner ist der Filter 100 mittels eines Heizelements 118 beheizbar. Das Beheizen des Filters dient zum einen der Speicher- und Warmhaltefunktion, zum anderen aber auch zum Vorheizen des Kaffeemehls und des Filters, um während des Brühprozesses keine thermischen Verluste des Wassers und damit verbundene Geschmackseinbußen insbesondere bei kleinen Brühmengen zu erleiden.

[0043] Um die Wasserzufuhr insbesondere bei der Zubereitung von Filterkaffee zu steuern, weist der Filter 101 noch einen Pegelmesser 119 nach an sich bekannter Art auf, der im oberen Filterinnenbereich 113 in unmittelbarer Nähe zum oberen Filterrand 102 angeordnet ist.

[0044] Die Fig. 3 zeigt eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Filters 200 mit einem Filtergehäuse 201 nach Art eines Trichters. Das Filtergehäuse 201 ist nach oben hin offen, wobei der obere Filterrand 202 dicht mit einer Wasserzufuhreinrichtung 300 (auch als Dusche bezeichnet; Wasserzufuhr durch Pfeile symbolisiert) einer nicht näher dargestellten Kaffeemaschine verbindbar ist. Das Filtergehäuse 201 definiert eine Filterkammer 203, wobei der Boden 204 der Filterkammer 203 nach Art eines Trichters geneigt ist und in einer Abflussöffnung 205 für Kaffee, die mit einem Abflussventil 206 versehen ist, mündet. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Abflussventil 206 mittels einer der nicht dargestellten Steuereinheit der Kaffeemaschine Steuer- und regelbar, vorzugsweise stufenlos Steuer- und regelbar. In Analogie zum Filter 100 der Fig. 1 weist auch der Filter 200 einen im Filtergehäuse 201 angeordneten plattenförmigen und im Wesentlichen horizontal verlaufenden Filtereinsatz 207 auf. Der Filtereinsatz 207 umfasst zwei übereinanderliegende kreisförmige Lochplatten 207a, 207b, die um eine gemeinsame, im Wesentlichen vertikale Drehachse L' gegeneinander drehbar gelagert sind. Die Lagerachse 208a der oberen Lochplatte 207a erstreckt sich dabei durch die hohle Lagerachse 208b der Lochplatte 207b. Um die Lochplatten 207a, 207b gegeneinander zu verdrehen und zu verstellen, ist am unteren Ende der Lagerachse 208a ein Permanentmagnet 209 angebracht. Das Gegenstück zu diesem bildet ein am Filtergehäuse 201 befestigter Elektromagnet 210. Das Verdrehen der Lochplatten 207a, 207b erfolgt in Analogie zu den oben beschriebenen Lochplatten 107a, 107b, wobei auch beim Filter 200 ein sensorgesteuerten Antrieb 212 vorgesehen ist. Die Fig. 3 zeigt nur eine Möglichkeit, um die Lochplatten 207a, 207b automatisiert gegeneinander zu verdrehen. Es ist auch denkbar, das Verdrehen der Lochplatten durch andere einem Fachmann bekannte Mechanismen oder auch manuell durchzuführen.

[0045] Das Filtergehäuse 201 wird durch den plattenförmigen Filtereinsatz 207 in einen oberen Filtergehäuseabschnitt 201a und in einen unteren Filtergehäuseabschnitt 201b geteilt. Die zuvor bereits genannte Abflussöffnung 205 ist sinngemäß im unteren Filtergehäuseabschnitt 201b angeordnet. Der obere Filtergehäuseabschnitt 201a definiert einen oberen Filterinnenbe-reich 213, der ein entsprechendes Volumen einnimmt. Bei der zweiten vorteilhaften Ausführungsform sind die Seitenwände 225 des oberen Filtergehäuseabschnitts 201a aus zwei Hohlzylinderabschnitten 226, 227 gebildet, die nach Art eines Teleskopmechanismus reversibel ineinander verschiebbar sind. Zum Verändern des Volumens des oberen Filterinnenbereichs 213 werden der untere Hohlzylinderabschnitt 226 und der obere Hohlzylinderabschnitt 227 im gewünschten Ausmaß ineinander verschoben. Wie in Fig. 3 gezeigt, erfolgt dies beispielsweise, indem der obere Hohlzylinderabschnitt 227 mittels eines Verstellantriebs 228 in vertikaler Richtung nach oben bzw. nach unten verschoben wird. Sind die beiden Hohlzylinderabschnitte 226, 227 bis auf ein Maximum ineinander verschoben, ist das Volumen des oberen Filterinnenbereichs 213 entsprechend klein und insbesondere für die Zubereitung von Espresso geeignet. Durch Auseinanderschieben der Hohlzylinderabschnitte 226, 227 kann das Volumen für die Zubereitung von Filterkaffee wieder größer eingestellt werden. Besonders geeignet ist die zweite Ausführungsform außerdem zur Zubereitung von Kaffee nach der French-Press-Methode (siehe Beschreibung weiter unten).

[0046] In Analogie zum Filter 100 aus Fig. 1 weist auch der Filter 200 ein Belüftungsventil 216, ein Heizelement 218 zum Beheizen des Filters 200 sowie einen Pegelmesser 219 zum Steuern der Wasserzufuhr in den Filter 200 auf. In Bezug auf die weiteren Merkmale und die Funktionsweisen des Belüftungsventils 216, des Heizelements 218 und des Pegelmessers 219 wird auf die Ausführungen in Fig. 1 verwiesen.

[0047] Fig. 4A-D zeigen Draufsichten auf verschiedene Stellungen der übereinanderliegenden Lochplatten 107a, 107b, 207a, 207b (mit Blick auf die Lochplatte 107a bzw. 207a) des Filtereinsatzes 107, 207. Erfindungsgemäß sind die jeweils übereinanderliegenden Lochplatten 107a, 107b bzw. 207a, 207b gegeneinander drehbar gelagert. Durch Verdrehen derselben kann zum einen der unterschiedlichen Feinheit (Korngröße) des Mahlguts (Kaffeemehls) gerecht geworden werden und zum anderen kann der Durchfluss des Brühwassers und der Druck über den Filtereinsatz 107, 207 reguliert werden. Wie aus den Fig. 4A-D ersichtlich ist, wird durch das Verdrehen der Lochplatten die Maschenweite eingestellt. Fig. 4A (Gesamtansicht) und Fig. 4B (Teilansicht) zeigen eine Draufsicht auf den Filtereinsatz 107, 207, wobei die Lochplatten 107a, 107b bzw. 207a, 207b auf vollen Durchfluss und somit größtmöglicher Öffnung (ca. 1mm Maschenweite) eingestellt sind. In Fig. 4C (Teilansicht) sind die Öffnungen des Filtereinsatzes 107, 207 halbgeschlossen, in Fig. 4D (Teilansicht) sind sie ca. zu dreiviertel geschlossen. Die Korngrößen des Kaffeemehls liegen allgemein zwischen 250 gm (Espresso) und 1100 gm (Kaffeemehl für French-Press-Verfahren).

[0048] Im Folgenden wird die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Filters in Bezug auf die einzelnen Zubereitungsarten näher beschrieben.

[0049] Die in Fig. 1 und Fig. 3 beschriebenen Filter 100, 200 sind zur Zubereitung von Espresso und Filterkaffee sowie zur Zubereitung von Kaffee nach dem French-Press-Verfahren geeignet.

[0050] Für die Zubereitung von Espresso wird das Kaffeemehl in den oberen Filterinnenbereich 113, 213 der Filterkammer 101, 201 eingefüllt und das Volumen des oberen Filterinnenbereichs 113, 213 anschließend auf klein eingestellt, vorzugsweise auf ein Minimum verkleinert. Wie oben beschrieben erfolgt dies beim Filter 100 durch vertikales Verschieben des Filtereinsatzes 107 und beim Filter 200 durch Ineinanderschieben der Hohlzylinderabschnitte 226, 227. Die Maschenweite des Filtereinsatzes 107, 207 wird durch entsprechendes Verdrehen der Lochplatten 107a, 107b bzw. 207a, 207b eingestellt. Dieses Minimum ist erreicht, wenn das Kaffeemehl die Wasserzufuhreinrichtung 300 der Kaffeemaschine erreicht. Dies kann beispielsweise auch durch den Pegelmesser 119, 219 gesteuert werden. Das Belüftungsventil 116, 216 ist geschlossen und übernimmt die Funktion eines Überdruckventils. Das Auslassventil 106, 206 ist geöffnet. Der weitere Espressobrühprozess erfolgt auf konventionelle Art und Weise, d.h. das heiße Wasser passiert mit hohem Druck das Kaffeemehl und den Filtereinsatz 107, 207 und der Espresso verlässt über die Abflussöffnung 105, 205 den Filter.

[0051] Will man eine größere Menge Espresso hersteilen, so bietet der Filter 100 zudem auch die Möglichkeit, diesen zu speichern. Hierfür wird das Auslassventil 106 geschlossen und das Entlüftungsventil 117 geöffnet. Die im Filter 100 befindliche Luft kann während des Brühvorgangs über das Entlüftungsventil entweichen. Der gebrühte Espresso wird im Filter 100 unterhalb des Filtereinsatzes 107 gespeichert und mittels des Heizelements 118 warmgehalten. Durch Öffnen des Auslassventils 106 verlässt der Espresso den Filter über die Abflussöffnung 105.

[0052] Für die Zubereitung von Filterkaffee wird das Volumen des oberen Filterinnenbereichs 113, 213 auf groß eingestellt, vorzugweise auf ein Maximum vergrößert. Das Kaffeemehl wird in den oberen Filterinnenbereich 113, 213 der Filterkammer 101, 201 vor oder nach dem Einstellen des Volumens des oberen Filterinnenbereichs 113, 213 in diesen eingefüllt. Wie oben beschrieben erfolgt dies beim Filter 100 durch vertikales Verschieben des Filtereinsatzes 107 und beim Filter 200 durch Auseinanderschieben der Hohlzylinderabschnitte 226, 227. Die Maschenweite des Filtereinsatzes 107, 207 wird durch entsprechendes Verdrehen der Lochplatten 107a, 107b bzw. 207a, 207b eingestellt. Um den Filter 100, 200 drucklos zu halten, wird das Belüftungsventil 116, 216 geöffnet. Beim Brühprozess kommt es zum Druckausgleich mit dem umgebenden Luftdruck. Die Verweildauer des Wassers kann durch das Auslassventil 106, 206 reguliert werden. Um ein Überlaufen des Heißwassers zu verhindern und um die Wassermenge bzw. den Wasserdurchfluss der Kaffeemehlmenge anzupassen, kann der Wasserstand über einen Pegelmesser 119, 219 reguliert werden.

[0053] Die in Fig. 1 und Fig. 3 beschriebenen Filter 100 und 200 sind auch zur Zubereitung von Kaffee nach dem French Press-Verfahren geeignet: [0054] · In Bezug auf den Filter 100 (Fig. 1) wird das Volumen des oberen Filterinnenbereichs 113 durch vertikales Verschieben des Filtereinsatzes 107 nach unten vorzugsweise auf ein Maximum vergrößert und das Kaffeemehl in den oberen Filterinnenbereich 113 des Filtergehäuses 101 eingefüllt. Auch die Maschenweite des Filtereinsatzes 107 wird durch entsprechendes Verdrehen der Lochplatten 107a, 107b eingestellt. Das Entlüftungsventil 117 und das Auslassventil 106 werden geschlossen und das Belüftungsventil 116 wird geöffnet. Das Heißwasser strömt nun in gewünschter Men ge ein, wobei dies durch den Pegelmesser 119 reguliert werden kann. Nun wird auch das Belüftungsventil 116 geschlossen und das Heizelement 118 eingeschalten, um den Kaffee während des Brühvorgangs auf konstanter Temperatur zu halten. Nach der gewünschten Verweildauer des Wassers im Kaffeemehl wird die Filterplatte 107 vertikal nach oben verschoben, wodurch das Kaffeemehl nach oben gedrückt und der Extraktionsvorgang beendet wird. Anschließend werden das Auslassventil 106 und das Belüftungsventil 116 geöffnet, wodurch der fertige Kaffee über die Abflussöffnung 105 nach außen befördert wird.

[0055] · In Bezug auf den Filter 200 (Fig. 3) wird das Volumen des oberen Filterinnenbereichs 213 durch maximales Auseinanderschieben der Hohlzylinderabschnitte 226, 227 auf ein Maximum vergrößert und das Kaffeemehl in den oberen Filterinnenbereich 213 des Filtergehäuses 201 eingefüllt. Auch die Maschenweite des Filtereinsatzes 207 wird durch entsprechendes Verdrehen der Lochplatten 207a, 207b eingestellt. Das Auslassventil 206 wird geschlossen und das Belüftungsventil 216 wird geöffnet. Das Heißwasser strömt nun in gewünschter Menge ein, wobei dies durch den Pegelmesser 219 reguliert werden kann. Nun wird das Belüftungsventil 216 geschlossen und das Heizelement 218 eingeschalten, um den Kaffee während des Brühvorgangs auf konstanter Temperatur zu halten. Nach der gewünschten Verweildauer des Wassers im Kaffeemehl wird das Auslassventil 206 geöffnet und der obere Filterinnenbereich 213 wird durch Ineinanderschieben der Hohlzylinderabschnitte 226, 227 verkleinert. Dadurch wird der fertige Kaffee durch den Filtereinsatz 207 gepresst und über die Abflussöffnung 205 nach außen befördert.

[0056] Die oben beschriebenen Ausführungsformen sind nur Beispiele unter vielen und nicht als einschränkend zu betrachten.

Claims (14)

1. Patentansprüche 1. Filter (100, 200) für eine Kaffeemaschine, insbesondere eine automatische Kaffeemaschine, umfassend: ein nach oben hin offenes Filtergehäuse (101, 201) zur Aufnahme von Kaffeemehl und zum Zuführen von Wasser, und einen im Filtergehäuse (101, 201) angeordneten plattenförmigen Filtereinsatz (107, 207), der im Wesentlichen horizontal verläuft, wobei der Filtereinsatz das Filtergehäuse in einen oberen Filtergehäuseabschnitt (101a, 201a) und in einen unteren Filtergehäuseabschnitt (101b, 201b) teilt, und wobei das Filtergehäuse (101, 201) im unteren Filtergehäuseabschnitt (101b, 201b) zumindest eine Abflussöffnung mit einem Auslassventil aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass im oberen Filtergehäuseabschnitt (101a, 201a) ein Belüftungsventil (116, 216) angeordnet ist, der obere Filtergehäuseabschnitt (101a, 201a) einen oberen Filterinnenbereich (113, 213) definiert, der in seinem Volumen veränderbar ist, und der Filtereinsatz (107, 207) zum Einstellen der Maschenweite zumindest zwei übereinanderliegende Lochplatten (107a, 107b, 207a, 207b) umfasst, die gegeneinander drehbar gelagert sind.
2. 2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zwei Lochplatten (107a, 207a, 107b, 207b) um eine gemeinsame im Wesentlichen vertikale Drehachse (L, L') drehbar gelagert sind.
3. 3. Filter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Filtereinsatz zwei Lochplatten (107a, 207a, 107b, 207b) umfasst.
4. 4. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zum Verändern des Volumens des oberen Filterinnenbereichs (113) der Filtereinsatz (107) innerhalb des Filtergehäuses (101) im Wesentlichen vertikal verschiebbar ist.
5. 5. Filter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Filtereinsatz (107) mittels einer Hubspindel (114) innerhalb des Filtergehäuses (101) im Wesentlichen vertikal verschiebbar ist.
6. 6. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zum Verändern des Volumens des oberen Filterinnenbereichs (213) die Seitenwände (225) des oberen Filtergehäuseabschnitts (201a) aus zwei Zylinderelementen (226, 227) gebildet werden, die reversibel ineinander verschiebbar sind.
7. 7. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass im unteren Filtergehäuseabschnitt (101b) ein Entlüftungsventil (117) angeordnet ist.
8. 8. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Filter (100, 200) beheizbar ist.
9. 9. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Filter (100, 200) zum Steuern der Wasserzufuhr einen Pegelmesser (119, 219) aufweist.
10. 10. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest das Auslassventil (106, 206) und/oder das Belüftungsventil (116, 216) und/oder das Entlüftungsventil (117) mittels einer Steuereinheit Steuer- und regelbar ist.
11. 11. Kaffeemaschine, insbesondere automatische Kaffeemaschine, umfassend ein Brühsystem mit einem Wassereingang und einem Wasserausgang, eine Steuereinheit und einen Filter (100, 200) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
12. 12. Kaffeemaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit zur programmierten Steuerung des Filters (100, 200) eingerichtet ist.
13. 13. Kaffeemaschine nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest das Auslassventil (106, 206) und/oder das Belüftungsventil (116, 216) und/oder das Entlüftungsventil (117) des Filters mittels der Steuereinheit Steuer- und regelbar ist.
14. 14. Kaffeemaschine nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdrehen der Lochplatten (107a, 107b, 207a, 207b) des Filtereinsatzes (107, 207) gegeneinander mittels der Steuereinheit steuerbar ist. Hierzu 4 Blatt Zeichnungen