DE2100812A1

DE2100812A1 - Filter

Info

Publication number: DE2100812A1
Application number: DE19712100812
Authority: DE
Inventors: G R Schollhamer
Original assignee: Pennstar Co
Current assignee: Pennstar Co
Priority date: 1970-03-11
Filing date: 1971-01-08
Publication date: 1971-09-30
Also published as: US3651947A; GB1326436A; DE2100812C3; SE375906B; DE2100812B2; FR2087776A5

Description

PATENTANWÄLTE DIPL-ING. CURT WALLACH 9 ΙΠΠΟΙ Ο DIPL.-ING. GÜNTHER KOCH / I UU8 1 2 DR. TINO HAIBACH

• München % F & Jan. 1971

UNSER ZEICHEN: 12 915

THE PEMSTAR COMPAITT Warminster, Bucks County, Pennsylvania, V.St.l.

Filter

Die Erfindung bezieht sich auf ein Filter, daß insbesondere zur Verwendung bei Vorrichtungen zum Herstellen von Getränken bestimmt ist, bei denen ein Mahlgut, das sehr feine Teilchen enthält, von dem Getränkt getrennt werden muß, wie es z. B. bei einer Kaffeemaschine der Fall ist.

Bei zahlreichen handelsübliche^, durch Einwerfen von Münzen zu betätigenden Automaten zum Abgeben von heißem Kaffee wird frisch gemahlener Kaffee verwendet, und es werden nach Bedarf «jeweils frisch aufgebrühte Kaffeemengen abgegeben, die jeweils dem Inhalt einer einzigen lasse entsprechen. Hierbei ist es wichtig, daß der aufgebrühte Kaffee von feinen Mahlgutteilchen im wesentlichen frei ist. Dieses Feingut hinterläßt nicht nur einen unansehnlichen Rückstand auf dem Boden jeder Kaffeetasse, sondern es beeinträchtigt auch den Genuß des letzten Teils des Inhalts jeder Tasse.

Es wurde bereits vorgeschlagen, beim Aufbrühen jeder Tasse Kaffee ein neues Blatt aus Filterpapier zu verwenden. Dieser' Vorschlag hat sich jedoch als nicht annehmbar erwiesen, da er zu übermäßig hohen Kosten führt, und da man eine sehr komplizierte Vorrichtung "zum Zuführen und Entfernen der einzelnen Filterpapierblätter vorsehen müßte.

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Ferner wurde bereits vorgeschlagen ein auf elektrischem Wege geätztes i'ilter aus nichtrostendem Stahl zu verwenden. Selche Filter hrbt-κ sich im allgemeinen bewährt, doch sind Filter aus nichtrostendem Stahl nur mit hohen Kosten herstellbar, und sie müssen von Zeit zu Zeit gereinigt werden.

Schließlich wurde bereits vorgeschlagen, ein Filter aus Nylon in Kombination mit einem elektrisch geätzten Filter aus nichtrostendem Stahl zu benutzen· Hierdurch wird jedoch der hohe Aufwand für das elektrisch geätzte Filter nicht vermieden, und es besteht die Gefahr, daß das Feingut die miteinander kombinierten Filter aus Nylon und nichtrostendem Stahl verstopft.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Filter, zu schaffen, bei dem die Nachteile der bis jetzt bekannten Filter vermieden sind. Ferner sieht die Erfindung ein neuartiges Filter für Maschinen zum Zubereitei von Getränken vor. Weiterhin sieht die Erfindung ein nur zum einmaligen Gebrauch bestimmtes Filter vor, das mit geringen Kosten herstellbar ist, so daß es nach ein- oder mehrmaligem Gebrauch weggeworfen werden kann. Schließlich sieht die Erfindung ein neuartiges Filter der genannten Art vor, das es ermöglicht, das Feingut in einem solchen Ausmaß zurückzuhalten, daß das Filter in Kaffeemaschinen verwendbar ist.

Zu dem genannten Zweck sieht die Erfindung ein neuartiges Filter vor, das es ermöglicht, das Kaffeemehl von dem aufgebrühten Kaffee zu trennen, und das sich mit geringen Kosten hergtellen läßt, so daß es nach ein- oder mehrmaligem Gebrauch weggeworfen werden kann.

Bei dem Filtermaterial handelt es sich um ein Gewebe aus einem Polymerisat, z. B„ Nylon oder einem Polyester mit einer Maschenweite von etwa 0,052 bis 0,070 mm. Gemäß der Erfindung hat es sich gezeigt, daß sich das Filtermaterial zusetzt, wenn die Maschenweite kleiner ist als 0,052 mm. Ferner wurde festgestellt, daß die Verwendung eines Filtermaterials mit einer Maschenweite von über 0,070 mm dazu

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führt, daß das Feingut das Filter in einer Menge passiert, die nicht mehr als zulässig zu betrachten ist; Das Filtermaterial kann durch ein gesondertes Traggitter unterstützt , sein, das aus einem Geflecht oder Gewebe bzw. einem Sieb aus nicht rostendem Stahldraht oder .dergleichen bestehen kann. Alternativ kann dieses Traggitter mit dem Filterträger konstruktiv vereinigt sein.

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Filter im Grundriß. ^

Fig. 2 zeigt das Filter nach Fig. 1 in einem teilweise auseinandergezogenen vergrößerten Querschnitt.

Fig. 3 zeigt in einem vergrößerten Grundriß einen Teil des eigentlichen Filters nach Fig. 1.

Fig. 4 ähnelt Fig. 2, zeigt jedoch eine andere Ausführungsform eines Filters gemäß der Erfindung.

In den Figuren sind gleichartige Teile jeweils mit gleichen Bezug»zahlen bezeichnet; in Fig. 1 erkennt man im Grundriß ein insgesamt mit 10 bezeichnetes Filter nach der Erfindung. Das Filter 10 umfaßt einen Träger 12, der jede a gewünschte Form erhalten kann. Gemäß Fig. 1 hat der Träger ™ 12 eine allgemein rechteckige Grundrißform, und er ist aus einem leichten und billigen Werkstoff, z. B. einem Polymerisatkunststoff hergestellt. Der Träger 12 kann auf beliebige Weise hergestellt werden, doch wird er vorzugsweise als Formteil aus dem betreffenden Material gespritzt.

Der Träger 12 ist mit Haltemitteln versehen," damit er in einer Kaffeemaschine in der richtigen Lage befestigt werden kann. Diese Haltemittel umfassen gemäß Fig. 2 zwei einander gegenüberliegende Schenkel 14 und 18. Der Schenkel 14 weist eine Verankerungsfläche Ib auf, und der Schenkel 18 ist mit einer entsprechenden Verankerungsfläche 20 versehen. Ge^renbenenfalls könnte man auch andere Haltemittel vorsehen.

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weiterhin weist der Träger 12 eine seinem Umfang benachbarte Ringnut 21 mit einem allgemein rechteckigen Querschnitt auf. In die Ringnut 21 ist ein Dichtungsring 22 mit einem allgemein rechteckigen Querschnitt aus einem elastisohen Werkstoff, z. B. Gummi oder einem Kunststoff mit einem Preßsitz eingebaut. Der Dichtungsring 22 hat eine solche Dicke, daß er etwas über' die obere Stirnfläche 15 des Trägers 12 hinausragt, wenn er in die Ringnut 21 eingebaut ist· Ferner umfaßt der Träger eine zentral angeordnete Stützfläche 24-, die an ihrem Rand mit einem nach unten ragenden Mantelabschnitt 26 versehen ist. Die Stützfläch« ist i« Grundriß kreisrund, und sie hat einen solchen Durchmesser, daß der Mantelabschnitt 26 die in der Umfangsrichtung verlaufende innere Wand der.Ringnut 21 bildet.

Die Stützfläche 24 weist sahireich· Öffnungen von la wesentlichen gleichmäßiger Größe auf, so daß sie «in Gitter bzw. einen Rost bildet. Vorzugsweise ist die Stützfläche 24 so ausgebildet, daß sie eine* relativ groben Geflecht oder Gewebe bzw. einem Sieb ähnelt.. Sie Aufgabe der Stützfläche 24 besteht darin, eine Schicht 28 aus einen Filtermaterial in der erforderlichen Weise zu unterstützen· Bei einer Kaffeemaschine bekannter Art liegt der Druck, der dazu dient, das Wasser durch den gemahlenen Kaffee zu drücken, in Bereich von 0,5 bis 1,0 atü, und er beträgt gewöhnlich etwa 0,7 atü. Gemäß der Erfindung hat es sich gezeigt, daß das Filter nur dann einwandfrei arbeitet, wenn die Filtermaterialschicht 28 Auren den einem Geflecht ähnelnden Stützflächenteil 24 des Trägers 12 unterstützt wird.

Bei der Filtermaterialschicht 28 handelt es sich vorzugsweise um ein Gewebe aus eines Polymerieatkünststoff, z. B. einem Polyester oder einem Polyamid. Als Polyaeidmaterial würde Nylon geeignet sein, und ein geeignetes Polyestermaterial ist unter der gesetzlich geschützten Bezeichnung "Dacron¹¹ erhältlich. Die Maschenweite der Filtermaterialschicht 28 liegt zwischen 0,052 und 0,070 im^Jfie erwähnt, zeigt es sich, daß öffnungen mit Abmessungen weniger als 0,052 mm durch das Feingut verstopft werden. Wie ebenfalls

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schon erwähnt, wurde festgestellt, daß bei einer MascheA-weite von mehr als 0,070 mm die Gefahr besteht, daß dag Feingut das Filter in einer solchen Menge passiert, daß ein solches Filter bei den gebräuchlichen Kaffeemaschinen nicht verwendbar ist.

Die Filtermaterialschicht 28 kann durch Weben oder 'aber auch durch Spritzen hergestellt werden, vorausgesetzt, daß die erwähnte kritische Maschenweite erzielt wird. Wenn das Filtermaterial 28 aus Nylon hergestellt ist, besteht die Gefahr, daß es sich verfärbt. Es hat sich gezeigt, daß sich Polyestermaterialien weniger leicht verfärben, wenn sie ttit gemahlenem oder aufgebrühtem Kaffee in Berührung kommen. Für beide genannten Werkstoffe gilt, daß sie Wärme nicht schnell aufnehmen, daß sie durch die Temperatur des Kaffees nicht geschädigt werden, und daß sie beim Gebrauch weder klebrig noch ölig werden.

Das Filter IO nach Fig. 1 und 2 umfaßt nur eine »inimale Zahl von Teilen, die sich leicht zusammenbauen und benutzen lassen. Das Filtermaterial 28 und der Träger 12 werden normalerweise nur einmal oder mehrmals benutzt und dann weggeworfen. Alternativ kann man die Filtermaterialschicht 28 nach ein- oder mehrmaligem Gebrauch wegwerfen, jedoch die übrigen Teile öfter benutzen. Die Filtermaterialschicht 28 ist mit dem Träger 12 lösbar verbunden und über der Stützfläche 24 straff gespannt. Der Ring 22 wird über den Filtermaterial 28 angeordnet, das vorzugsweise eine kreisrunde Form hat, und dessen Durchmesser etwas großer ist als der Durchmesser der Stützfläche 24. lter Ring 22 dient dazu, das Filtermaterial 28 auf der Stützfläche 24 festzuhalten. Die Stützfläche verhindert eine schädliche Verformung des Filtermaterials 28, wenn die heiße Flüssigkeit durch das· Filtermaterial strömt. Fig. 3 zeigt einen Teil der Stützfläche 24, und die dargestellten öffnungen sind größer und zahlreicher als die bei der otützfläche 24 tatsächlich vorgesehenen öffnungen. Die Abmessungen der öffnungen der Stützfläche 24 können den Abmessungen der Maschen eines Siebes von 18 χ 18 ^e Zoll entsprechen.

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Sas Filtermaterial 28 kann weggeworfen werden, nachdem es ein- oder mehrmals benutzt worden ist. Ee ist nur erforderlich, den Ring 22 aus cK- Pr* ngn-it 21 zu entfernen« um das Filtermaterial 28 freis.geben. Der Boden 25 der Ringnut 21 ■ kann mit mehreren Cffmiagen 23 versehen sein, um das Herausnehmen des Rings 22 zu erleichtern. Das gebrauchte Filtermaterial 28 wird weggeworfen, woraufhin ein neues Filtermaterialstück federnd auf den Träger 12 aufgesetzt wird.

Es liegt auf der Hand, daß sich das erfindungsgemäße Filter im Gebrauch als sehr wirtschaftlich erweist. Es hat sich gezeigt, daß das Filtermaterial 28 ziemlich oft benutzt werden kann, d. h., daß es nicht allzu häufig auegewechselt zu werden braucht. Ferner ist das Filtermaterial 28 das einzige Bauteil, das weggeworfen zu werden braucht. Da das Filtermaterial relativ billig ist, ermöglicht seine erfindungsgemäße Verwendung die Erzielung erheblicher Einsparungen, wobei gleichzeitig Gewähr dafür besteht, daß ein Kaffeegetränk von hervorragender Qualität erzeugt wird.

Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen, insgesamt mit 10' bezeichneten Filters. Das Filter 10' ist von den nachstehend beschriebenen Unterschieden ebenso ausgebildet, wie das soeben beschriebene Filter 10. Im Hinblich hierauf sind die .Teile der Tragkonstruktion nach Fig. 4, die anhand von Fig. 1 bis 3 beschriebenen Teilen entsprechen, Jeweils mit den gleichen Bezugszahlen, jedoch unter Beifügung eines Kennstrichs, bezeichnet.

Gemäß Fig. 4 ist der untere Rand des Trägers 12' mit einem waagerecht angeordneten, nach innen ragenden Flansch 32 versehen, an dessen inneren Rand sich eine nach oben ragende Wand 26* anschließt. Der Flansch 32 ist zu einem noch zu erläuternden Zweck etwas breiter als der Flansch bzw. die Wand 25 des Filterträgers 12 nach Fig. 2. Der Träger 12' weist eine zentrale öffnung 40 auf. Die Höhe der Wand 26' ist geringer als die Höhe des Trägers 12'. Anstelle der gitterförmigen Stützfläche 24 nach Fig. 2 ist gemäß Fig. 4 ein Sieb 36' vorgesehen, das in die Spritzform zum Herstellen des Irägers 12' eingelegt werden kann, so daß der

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manteiförmige ßandabschniöt 38' des Siebes in die Wand 26' eingeformt wird und einen Bestandteil dieser Wand bildet. Alternativ kann der Mäntelabschnitt 38' des Siebes 36' ait der Wand 26' reibungsschlüssig verbunden sein. Bei dem Sieb* 36' handelt es sich vorzugsweise um ein Sieb mit 18 χ 18 Haschen je ZoIl₄ das aus nichtrostendem Stahldraht mit einem durchmesser von etwa 0,4-3 ^mm gewebt ißt.

Der Flansch 32 und die in Berührung mit dem Mantelabschiiitt 38^f stehende Wand 26¹ bilden zusammen mit den übrigen Teilen des Trägers 12' eine Ringnut 42, die etwas brei- ■ ter ist als die entsprechende Ringnut 21 nach Fig. 2, so daß sie auch den Mantelabschnitt 38' des Siebes 36' aufnehmen kann. Die Filtermaterialschicht 28* hat einen solchen Durchmesser, daß sie das Sieb 36' überdeckt und radial über seinen Rand hinwegragt. Der Ring 22' wird mit Preßsitz in die Ringnut 42 eingesetzt, so daß der äußer· Rand der Filteraaterialschicht 28' nach unten in die Ringnut 42 hineingedrückt wird, bis er zur Anlage an dem Flansch 32 kommt. Auf diese Weise wird die Filtermaterialschicht 28'über der öffnung 4C und dem Sieb 36' straff gespannt.

Im übrigen entspricht die Ausführungsform 10' der anhand von Fig. 1 und 2 beschriebenen Ausführungsform. Eei dem Filter 10* ist es leichter, nur die Filtermaterialschicht 28* wegzuwerfen, während alle übrigen Teile weiter benutzt werden. Wenn die Filtermaterialschicht 28¹ beseitigt werden soll, besteht der erste Arbeitsschritt darin, daß man den Ring 22' aus der Hingnut 42 herausdrückt. Der Flansch 32 kann mit einer oder mehreren Öffnungen 23* versehen sein, damit der Ring 22* leichter nach oben gedruckt werden kann. Nach dem Entfernen der gebrauchten Filtermaterialschicht 28' wird eine neue Filtermaterialschicht eingebaut. Bezüglich des Filters 10' ist zu bemerken, daß das Sieb 36' einen festen Bestandteil des Trägers 12' bildet.

Die Erfindung bietet den Vorteil, daß sie es ermöglicht, die Kosten des Erneuerns der Filter erheblich zu senken, und daß sie gleichzeitig ein mit geringen Kosten

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herstellbares Filter vorsieht, das das Feingut auf überraschend gute Weise zurückhält. Die Kosten der Herstellung der erfindungsgemäßen Filter entsprechen entwa 20 % der Herstellungskosten der bis Jetzt gebräuchlichen Filter. Ferner ist es überraschend, daß ein gewebtes, eine geringe Festigkeit aufweisendes Polymerisatmaterial mit einer Dicke von nur etwa 0,05 bis 0,10 mm zu dem beschriebenen Zweck verwendet werden kann, vorausgesetzt, daß die kritische Maschenweite eingehalten wird, und daß das Mateiial von einer siebähnlichen Unterstützung getragen wird. Beim Gebrauch des Filters strömt die Flüssigkeit gemäß Fig. 2 von oben nach unten. Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 hat der Träger 12' eine allgemein flache Form, und der Durchmesser der zentralen öffnung 4-0 beträgt etwa 50 nun.

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Claims

A 1, ö l· E 0 C H E

Filter mit einem Träger, der mit Kältemitteln versehen und einen zentralen Abschnitt aufweist, der von Flüssigkeit durchströmt werden kann, sowie mit einer Filtermaterialschicht, die mit dem Träger lösbar verbunden ist und seinen zentralen Abschnitt überdeckt, dadurch gekennzei c h n e t , daß das Filter eine aus einem Geflecht oder dergleichen bestehende oder mit Öffnungen versehene Fläche (24) umfaßt, die mit dem Träger (12). verbunden ist, daß diese Stützfläche in Anlage an dem Teil der Filtermaterialschicht (28) angeordnet ist, der den zentralen Abschnitt überdeckt, um diesen Teil der Filtermaterialschicht au unterstützen und ™ zu verhindern, daß die Filtermaterialschicht durch den Flüe* sigkeitsdruck nach unten durch den zentralen Abschnitt hindurchgedrückt wird, und daß die Filtermaterialschicht aus einem Polymerisatkunststoff besteht und eine Maschenweite von etwa 0,052 bis 0,070 mm aufweist.
2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützfläche ein Sieb (36¹) mit 18 χ 18 Maschen je Zoll ist, das aus nichtrostendem Stahldraht mit einem Durchmesser von etwa 0,43 mm gewebt ist, und daß der zentrale Abschnitt des Trägere (12') eine zentrale

öffnung (40) aufweist. ' Jk
3. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützfläche (24) eine mit dem Träger 0-2) aus einem Stück bestehende Gitterfläche ist.
4. Filter mit einem Träger, der Haltemittel aufweist und mit einer durchgehenden öffnung versehen ist, einer über dieser öffnung straff gespannten. Filtermaterialschicht und Verbindungsmittelη zum Verbinden des Randes der Filtermaterialschicht mit dem Träger, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtermaterials chicht (28) aus einem porösen Kunststoffgewebe besteht, dessen Material aus der Gruppe gewählt ist, die im wesentlichen Polyester und Polyamide

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umfaßt, daß die Dicke der Filtermaterialschicht etwa 0,05 bis 0,10 mm beträgt, daß das Kunststoffgewebe eine Maschenweite von etwa 0,052 bis 0,0?0 p>r, <aiTweist,, und daß eine Sieb (36') vorgesehen ist, <?as durch, den Träger (12¹) in unmittelbarer Anlage au der iilteriiiterialschicht unterstützt ist, um den die durchgehend© öffnung (40) überdeckenden Teil der Filtermaterialschicht zu unterstützen.
5. Filter nach Anspruch 4, dadurch g e k e η η .zeichnet, daß der Träger (12*) einen die durchgehende öffnung (40) umgebenden kreisrunden Kanal (42) aufweist, daß in diesem Kanal ein die Verbindungsmittel bildender elastischer Ring (22') angeordnet ist, und daß der Randabschnitt der Filtermaterialschicht (28*) in dem kreisrunden Kanal zwischen dem Ring und dem Träger angeordnet ist.
6. Filter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (12¹) eine allgemein flache Form hat, daß der Träger aus eine» starren Kunststoff besteht, und daß das Sieb (36¹) Bit seinem Raid in den Träger eingeformt ist.
7. Filter nach Anspruch 4, dadurch g e k β η η zeichn et , daß das Sieb (36') an seinen Band mit der inneren Umfangsflache des elastischen Rings (22*) und der elastische Ring an seiner äußeren üefangsflache mit einer inneren Umfangsflache des Trägers (12') zusammenarbeitet.

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