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Das technische Gebiet der Erfindung
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Kaffee-Vollautomaten (kurz: Vollautomaten) sind Geräte, die Kaffeebohnen in einer bestimmbaren Menge in einem Mahlwerk mahlen, das gemahlenen Kaffeemehl aus dem Mahlwerk über einen Mahlwerkskanal einer Brüheinheit zuführen, Wasser erhitzen und eine bestimmbare Menge erhitzen Wassers durch das Kaffeemehl in der Brüheinheit pressen, so dass im Ergebnis ein gepresstes Kaffeegetränk entsteht.
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Zu unterscheiden sind freistehende und Einbau-Kaffee-Vollautomaten. Freistehende Kaffee-Vollautomaten können auf einer Arbeitsfläche beliebig platziert werden, so dass das Gerät von allen Seiten zugänglich ist, während Einbau-Kaffee-Vollautomaten in einen Einbauschrank integriert werden und lediglich von vorne zugänglich sind.
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Die hier vorliegende Erfindung betrifft freistehende und Einbau-Kaffeevollautomaten, insbesondere jedoch Einbau-Kaffee-Vollautomaten mit einer integrierten Kaffeebohnen-Zufuhrvorrichtung. Im Folgenden wird allgemein von Vollautomaten gesprochen und auf Einbau-Kaffee-Vollautomaten speziell Bezug genommen, sofern sich durch die Tatsache des Einbaus dieser Geräte in einem Einbau-Schrank Besonderheiten ergeben.
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Stand der Technik und Mängel bekannter Ausführungen
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Vollautomaten haben einen oder mehrere Bohnenbehälter, aus denen Kaffeebohnen in portionierter Menge einem oder mehreren Mahlwerken zugeführt werden. Der Kundenwunsch, unmittelbar nacheinander und unabhängig voneinander verschiedene Kaffeebohnen-Sorten zuzubereiten, wird mit einem separaten Bohnenbehälter je Bohnensorte realisiert, wobei die gewünschte Bohnensorte durch den Anwender mittels Anwahl des entsprechenden Bohnenbehälters ausgewählt werden kann.
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Die Anzahl der Bohnenbehälter und damit die Anzahl der Bohnensorten ist jedoch baulich meist auf maximal drei begrenzt und geht häufig einher mit der gleichen Anzahl von Mahlwerken, um eine sortenreine Vermahlung der einzelnen Bohnensorten zu gewährleisten.
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Jedes weitere Mahlwerk verteuert einen Vollautomaten erheblich und führt zu komplexen Konstruktions- und Steuerungsanforderungen auf begrenztem Raum innerhalb des Gerätes.
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Neuere Entwicklungen realisieren den Wechsel des Bohnenbezugs aus bis zu drei Bohnenbehältern mit nur einem Mahlwerk. Vor dem Wechsel der Bohnensorte wird das Mahlwerk leergemahlen, so dass die nächste Zubereitung sortenrein mit einer anderen Bohnensorte erfolgen kann. Das Leermahlen erfolgt über eine Verschlussmechanik des jeweiligen Bohnenbehälters und über die Motorkennlinie, anhand der erkannt werden kann, dass sich keine Bohnen mehr im Mahlwerk befinden, da der entsprechende Bohnenbehälter mittels der Verschlussmechanik verschlossen wurde und keine Bohnen mehr nachgeführt werden. Zusätzlich werden Residuen bereits vermahlener Kaffeebohnen mittels Laschen/Flügeln/Schaufelrädern o.ä. durch eine drehende Bewegung koaxial zum Mahlwerk aus dem Mahlwerk in den Mahlwerkskanal gefördert, von wo aus sie mittels Gewichtskraft in die Brüheinheit fallen. Meist ist das Mahlwerk schräg eingebaut, so dass das Kaffeemehl leichter in den unten angeordneten Mahlwerkskanal und anschießend in die Brüheinheit fallen kann. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass sich bis auf wenige Partikel keine Residuen vor dem Wechsel der Bohnensorte für die nächste Zubereitung mehr in Mahlwerk und Mahlwerkskanal befinden.
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Aufgrund der baulichen Begrenzung ist jedoch auch hier die Anzahl der Bohnenbehälter limitiert, meist nur bis zu drei. Der Kunde hat also nur die Auswahl zwischen einigen wenigen Kaffeebohnen-Sorten.
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Je größer die Anzahl der Bohnenbehälter in einem Vollautomaten, desto geringer das Volumen der einzelnen Bohnenbehälter bei gegebenen Dimensionen des Vollautomaten. Dies führt zu kleineren Öffnungen zum Befüllen der einzelnen Bohnenbehälter und damit zu zunehmenden Problemen beim zielgenauen Befüllen, insbesondere bei freistehenden Vollautomaten, die unterhalb eines Oberschranks platziert werden. Bei Einbau-Vollautomaten ergeben sich bereits bei einem zweiten Bohnenbehälter erhebliche konstruktive Probleme, da nach Öffnen der Fronttür jeder Bohnenbehälter zur Befüllung entnehmbar und oberhalb von Mahlwerk und Brüheinheit angeordnet sein muss.
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Eine neuere Entwicklung verfolgt das Prinzip des Einfüllens von Bohnen für eine oder zwei Tassen von oben mittels eines Löffels in den Vollautomaten. Neben der nachteiligen Befüllung von oben, die sich insbesondere bei der Platzierung eines freistehenden Vollautomaten unterhalb eines Oberschranks negativ auswirkt, benötigt dieses Prinzip einen aufwändigen Mechanismus, der den Standard-Bohnenbehälter verschließt wenn die Einzel-Portionen mit dem Löffel von oben in das Gerät eingefüllt werden. Dieser Mechanismus ist nicht nur aufwändig, sondern auch störanfällig, da sich in ihm Bohnen der zuvor aufgebrühten Bohnensorte verklemmen können und damit eine sortenreine Zubereitung mit einer anderen Bohnensorte nicht präzise ermöglicht wird. Für Einbau-Vollautomaten ist dieses Prinzip der Befüllung von oben wegen des Einbaus in einen Schrank gänzlich ungeeignet.
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Bei Single-Portion-Kapselmaschinen, die ein Kaffeegetränk mittels einer Portionskapsel gemahlenen Kaffeemehls herstellen, ist die Anzahl unterschiedlicher Kaffeesorten unendlich. Der Vielfalt des Genusses und damit dem Kundenwunsch nach neuen, anderen Kaffeesorten sind damit keine Grenzen gesetzt.
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Nachteilig wirken sich hierbei jedoch die hohen Kosten je Tasse Kaffee durch den Preis der Single-Portion-Kapseln aus.
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Problematisch ist bei den Single-Portion-Kapselmaschinen insbesondere auch der anfallende Abfall durch je eine Kapsel pro Tasse Kaffee.
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Beschreibung des technischen Problems und dessen Lösung
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Es stellt sich somit die Frage, wie bei Kaffee-Vollautomaten ebenfalls eine beliebige unendliche Vielfalt unterschiedlicher Kaffeesorten aus der ganzen Bohne (im Gegensatz zum gemahlenem Kaffee bei Single-Portion-Kapselmaschinen) unabhängig voneinander nacheinander aufgebrüht werden kann, so dass bis auf wenige Partikel eine sortenreine Zubereitung gewährleistet ist.
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Da ein Vollautomat den Kaffee aus ganzen Bohnen zubereitet, wäre neben der unendlichen Vielfalt aus der ganzen Bohne ebenfalls gewährleistet, dass der Preis pro Tasse signifikant niedriger wäre als bei Single-Portion-Kapselmaschinen und gleichzeitig der Kapsel-Abfall der Single-Portion-Kapselmaschinen entfiele.
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Wünschenswert wäre eine möglichst einfach zu handhabende Zuführung von zuvor portionierten Kaffeebohnen einer Bohnensorte nach Wahl unabhängig von einem oder mehreren vorhandenen Bohnenbehältern. Die Zuführung der Kaffeebohnen muss in portionierter Menge Kaffeebohnen für eine oder zwei Tassen und in portionierter Menge Kaffeebohnen für die gewünschte Kaffeestärke erfolgen. Dies kann mit einem einfachen skalierten oder einem volumen-verstellbaren Bohnen-Maß als Zufuhrvorrichtung realisiert werden.
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Unabhängig von der Anzahl der Bohnenbehälter erfolgt die Befüllung der Bohnenbehälter mit Kaffeebohnen bei freistehenden Vollautomaten nach Öffnen des Bohnenbehälterdeckels, bei Einbau-Vollautomaten nach Öffnen einer Fronttür und Entnahme des Bohnenbehälters von oben.
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Bei einem Einbau-Vollautomaten wäre eine einfache Zuführung von portionierten Kaffeebohnen einer Bohnensorte nach Wahl ohne Öffnen der Fronttür mit einer portionierbaren Zufuhrvorrichtung von vorn an der Frontseite des Einbaugerätes gewährleistet. Bei einem freistehenden Vollautomaten wäre neben der vorteilhaften Zuführung der portionierten Kaffeebohnen von vorn ebenfalls eine Zuführung von der Seite oder von oben möglich.
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Unabhängig, ob die Zuführung der Kaffeebohnen von vorn oder von der Seite oder von oben erfolgt, muss sichergestellt sein, dass die Zuführung der Kaffeebohnen direkt zu einem der Mahlwerke erfolgt. Dabei ist es unerheblich, ob das Gerät nur eines oder mehrere Mahlwerke enthält. Vorteilhaft wäre ein Gerät mit nur einem Mahlwerk, um die Gerätekosten und die Konstruktionskomplexität signifikant zu reduzieren.
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Die Form der Zufuhrvorrichtung ist frei wählbar unter allen vorstellbaren portionierbaren Hohlkörpern mit oder ohne Öffnungs- und Schließmechanik sowohl zum Befüllen als auch nach Zuführung/Einführen zu/in einem Vollautomaten zum Entleeren der Kaffeebohnen in das Mahlwerk. Vorteilhaft ist jedoch eine Form eines Hohlzylinders mit einer einseitigen, obenliegenden Öffnung im Radius des Zylinders, die ohne Mechanik zum Befüllen und Entleeren auskommt. Eine solche Form wäre einfach und kostengünstig herzustellen und einfach zu bedienen.
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Der Hohlzylinder wird mit Kaffeebohnen portioniert befüllt und mit der Öffnung nach oben in den Vollautomaten eingeschoben. Ist die Zufuhrvorrichtung vollständig eingeschoben, wird sie um 180 Grad um die eigene Achse gedreht, so dass die Öffnung nach unten zeigt und die Kaffeebohnen aus der Zufuhrvorrichtung in das Mahlwerk fallen.
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Die Zuführung der portionierten Kaffeebohnen kann entweder über einen separaten Kanal direkt zu einem der Mahlwerke erfolgen. Dabei ist die Zufuhrvorrichtung zu interpretieren wie ein zusätzlicher entnehmbarer Bohnenbehälter mit Portionierung.
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Die Zuführung der portionierten Kaffeebohnen kann auch in einen der vorhandenen Bohnenbehälter erfolgen. Voraussetzung ist allerdings, dass dieser Bohnenbehälter zuvor vollständig entleert wurde, so dass der Kaffee mit den mit der Zufuhrvorrichtung zugeführten Kaffeebohnen sortenrein aufgebrüht wird.
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Die mit der Zufuhrvorrichtung zugeführten portionierten Kaffeebohnen werden anschließend vollständig gemahlen. Das gemahlene Kaffeemehl wird der Brüheinheit zugeführt und aufgebrüht. Das Mahlwerk wird, wie oben im Stand der Technik beschrieben, bis auf wenige Partikel geleert, so dass eine sortenreine Zubereitung gewährleistet ist. Nach dem Brühvorgang kann die Kaffeebohnen-Zufuhrvorrichtung wieder entnommen werden, so dass anschließend der Vorgang
- - Befüllen der Kaffeebohnen-Zufuhrvorrichtung mit Kaffeebohnen
- - Einsetzen der Kaffeebohnen-Zufuhrvorrichtung in den Kaffee-Vollautomaten
- - Drehen der Kaffeebohnen-Zufuhrvorrichtung um 180 Grad
- - Entleeren der Kaffeebohnen-Zufuhrvorrichtung
mit einer beliebigen Bohnensorte wiederholt werden kann, um auf diese Weise unabhängig voneinander in beliebiger Reihenfolge unendlich viele Kaffee-Sorten hintereinander mit nur einer Mühle/einem Mahlwerk aufzubrühen.
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Ein Ausführungsbeispiel (Die Zahlen beziehen sich auf die Abbildungen, siehe Anlagen.)
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Legende:
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- 1 Hohlzylinder
- 2 Öffnung des Hohlzylinders
- 3 Griff
- 4 Skalierung
- 5 verschiebbarer Kolben mit Skalierung, gegebenenfalls mit Rastung
- 6 Kaffeebohnen
- 7 Bohnenverpackung
- 8 Verschieben des Kolbens
- 9 Vollautomat (Einbau oder freistehend)
- 10 Drehung des Hohlzylinders um 180 Grad gegebenenfalls bis zum Anschlag (Pfeil)
- 11 Starttaste
- 12 Führungsschiene des Hohlzylinders im Vollautomaten
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Die folgenden Ausführungen beziehen sich auf einen Einbau-Vollautomaten, dem von vorne mittels der portionierbaren Zufuhrvorrichtung Kaffeebohnen zugeführt werden. Die Ausführungen gelten analog für einen freistehenden Vollautomaten für eine Zuführung von Kaffeebohnen von vorne oder von der Seite.
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Eine vorteilhafte Form der Zufuhrvorrichtung hat die Form eines Hohlzylinders (1) mit einer einseitigen Öffnung (2) im Radius über die gesamte Länge des Hohlraums des Zylinders. An seinem hinteren Ende hat der Hohlzylinder einen Griff (3), an dem der Anwender den Hohlzylinder sowohl zum Befüllen als auch zum Entleeren und Entnehmen greift.
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Der Hohlzylinder hat eine Volumen-Skalierung (4) für eine und zwei Tassen sowie gleichzeitig für die Kaffeestärke (z.B. schwach, mittel, stark). Alternativ zu der Skalierung kann der Hohlzylinder mit einem verschiebbaren Kolben (5) gegebenenfalls mit Rastung in den skalierten Bereichen zur Volumenvariation versehen sein.
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Um den Hohlzylinder (1) mit Kaffeebohnen (6) zu befüllen wird der Hohlzylinder (1) wie ein Kaffeemaß in eine handelsübliche Bohnenverpackung (7) mit Kaffeebohnen eingetaucht. Die Portionierung erfolgt im Falle der Skalierung ohne Kolben (4) von Hand bzw. im Falle des verschiebbaren Kolbens (5) durch Verschieben (8) des Kolbens gegebenenfalls mit Rastung auf das gewünschte Maß.
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Der mit Kaffeebohnen befüllte Hohlzylinder (1) wird mit der Öffnung (2) nach oben gegebenenfalls über eine Führungsschiene (12) zur waagerechten Ausrichtung in den Vollautomaten (9) eingeschoben. Ist der Hohlzylinder (1) vollständig, gegebenenfalls erkennbar durch eine Einrastung, in den Vollautomaten (9) eingeschoben, endet die Führung durch die Führungsschiene (12). Der Hohlzylinder (1) wird um 180 Grad um die eigene Achse gegebenenfalls bis zu einem definierten Anschlag gedreht (10), so dass die Öffnung (2) nach unten zeigt und die Kaffeebohnen aus dem Hohlzylinder in das Mahlwerk fallen.
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Durch Drücken der Starttaste (11) des Vollautomaten (9) wird zunächst der Mahl- und anschließend - nach Leermahlen des Mahlwerks - der Brühvorgang gestartet. Dabei kann eine separate Startaste für eine oder für zwei Tassen vorgesehen werden. Alternativ kann das Gerät aufgrund der Bohnenmenge und der damit einhergehenden Mahldauer erkennen, ob es sich um eine oder zwei Tassen handelt, die zubereitet werden sollen, so dass nur eine Starttaste erforderlich ist. Die Wassermenge pro Tasse ist separat programmierbar.
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Nach dem Aufbrühen von einer oder zwei Tassen kann der Hohlzylinder (1) aus dem Vollautomaten (9) entnommen und erneut mit einer beliebigen Sorte Bohnen für eine oder zwei Tassen befüllt werden, so dass der o.g. Vorgang wiederholt werden kann.
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Die Vorteile der Erfindung
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- a) Im Vergleich zu herkömmlichen Vollautomaten (Einbau und freistehend)
- - Eine unendliche Vielfalt unterschiedlicher Kaffeesorten aus der ganzen Bohne kann nacheinander unabhängig voneinander in beliebiger Reihenfolge zubereitet werden.
- - Die Konstruktion ist denkbar einfach, insbesondere einfacher als Vollautomaten mit mehreren Bohnenbehältern oder mehreren Mühlen.
- - Die Erfindung kann mit einem oder mehreren Standard-Bohnenbehältern kombiniert werden.
- - Die Erfindung bietet eine Lösung für freistehende und Einbau-Vollautomaten.
- - Die Erfindung ist im Haushalt ebenso vorteilhaft wie im Außer-Haus-Markt.
- - Für den Gastronomen im Außer-Haus-Markt bietet die Erfindung die Möglichkeit, eine Menükarte von (unendlich vielen) Kaffee-Spezialitäten anzubieten (analog einer Weinkarte).
- - Die Erfindung kann ebenso auf Kaffeemühlen oder Filter-Kaffeeautomaten angewendet werden.
- - Die Handhabung ist für den Anwender denkbar einfach.
- b) Im Vergleich zu Single-Portion-Kapselmaschinen
- - Es können auch zwei Tassen gleichzeitig zubereitet werden.
- - Der Preis pro Tasse ist signifikant geringer.
- - Der Abfall der Single-Portion-Kapseln entfällt.
- - Die Kaffeebohnen werden frisch gemahlen.
- - Die Kaffeestärke ist durch die Bohnenmenge je Tasse variierbar.
- - Der Mahlgrad ist veränderbar (Bei Single-Portion-Kapseln ist der Mahlgrad vorgegeben).
