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Die vorliegende Erfindung betrifft
einen Filterhalter für
eine Kaffeemaschine vom Typ Espresso oder ein Gerät zur Bereitung
von Kaffee, bei welchem Heißwasser
unter Druck durch einen Filter mit Mahlgut läuft.
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Eine solche Maschine weist einen
Wassertank, eine Pumpe, einen Wasserkessel, einen Kolben und einen
Filterhalter auf. Das unter Druck stehende Wasser wird von dem Wasserkessel
erhitzt und so von der Pumpe durch einen Injektorkolben in das in einem
Filterhalter enthaltene Mahlgut geschickt, woraus es in Form eines
Aufgusses in die Kaffeetasse ausläuft.
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Der Filterhalter einer Kaffeemaschine
vom Typ Espresso weist einen Behälter
auf, der zur Aufnahme des Kaffeemahlguts bestimmt ist, einen Bodenfilter,
der das Mahlgut zurückhält und wenigstens eine
Ablauföffnung
für das
Kaffeegetränk
zu der Tasse. Ein solcher Filterhalter kann vorteilhaft eine Einrichtung
zum Erzeugen von Schaum oder Kaffeecreme aufweisen, die in die Filtereinrichtung
eingebaut oder davon getrennt sein kann.
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Aus dem Stand der Technik sind Vorrichtungen
zur Bereitung von Kaffeecreme unabhängig von deren Filterung bekannt.
Eine solche Vorrichtung ist in dem Dokument
EP 0 459 323 beschrieben. Dieses Dokument
beschreibt einen Filterhalter für
eine Kaffeemaschine vom Typ Espresso mit einer Schale zur Aufnahme
eines Kaffeefilters, deren Boden perforiert ist, und eine Sammelkammer
für den
Aufguß mit
einer Rinne, deren Abfluß mit
einem Verteilertrichter in Verbindung steht. Die Einrichtung zum
Anfertigen von Schaum weist einerseits eine flexible Klinge, die quer
zu dem Abfluß angeordnet
ist, von der ein Ende an der Bodenwand der Kammer verankert ist,
und andererseits eine Trennwand auf, die um die Klinge auf Höhe des Abflusses
angeordnet ist und sich derart nach unten erstreckt, daß der Aufgußstrahl
an der Trennwand zerstäubt
und dabei Schaum bildet. Gleichwohl ist diese Einrichtung in Anbetracht
der vielen Teile, die sie enthält,
schwer auszuführen.
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Das Dokument
EP 0 682 902 beschreibt einen Filterhalter
für Espresso,
der mit einer Schaumbildungseinrichtung in Form einer elastischen
Scheibe ausgestattet ist, die an ihrem Umfang im Inneren eines Behälters eingespannt
ist. Diese elastische Scheibe ist unter einem Filter angeordnet,
der das Mahlgut hält,
und weist eine zentrale kalibrierte Öffnung auf, die mit Kerben
versehen ist. Der Schaum wird im Moment der Entspannung des Aufgusses
in Kontakt mit der Luft nach der Zerstäubung durch die kalibrierte Öffnung hergestellt.
Nichtsdestotrotz hat man festgestellt, daß diese Ausführung von
dem Druckverlust nach dem Filtern des Aufgusses abhängig ist
und demnach die kalibrierte Öffnung
für sehr feines
Mahlgut nicht ausreichend Schaum gewährleistet.
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Das Dokument FR 2 771 614 im Namen
der Anmelderin beschreibt einen weiteren Filter mit einer Einrichtung
zur Cremezubereitung für
eine Espresso-Kaffeemaschine.
Bei der vorgeschlagenen Einrichtung ist die Filterwand von den Auslauföffnungen für den Kaffee
durch eine elastische Scheibe getrennt, die an ihrem Umfang eine
nach unten schrägen
Lippe aufweist, die unter der Wirkung des Drucks zwischen einer
Position, in welcher die Lippe den Durchgang des Kaffees zu den
Ablauföffnungen
verhindert, und einer Position radial elastisch verformbar ist,
in welcher sie diesen Durchgang freigibt. Sie funktioniert zwar
zufriedenstellend, aber man hat dennoch festgestellt, daß die Öffnungen
der Filterwand teilweise oder ganz von den Körnern eines sehr feinen Mahlguts
verstopft waren, oder wenn der Benutzer das Mahlgut zu stark verfestigte.
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Ebenso ist aus dem Dokument WO97/26815 ein
Filterhalter für
eine Kaffeemaschine vom Typ Espresso bekannt, die eine Schale zur
Aufnahme eines perforierten Kaffeefilters, einen unter dem Filter
angeordneten Körper,
eine Sammelkammer für
den Aufguß,
die in die Rinne mündet,
deren Abfluß mit dem
Verteilertrichter in Verbindung steht, und eine Schaumzubereitungseinrichtung
aufweist. Die Rinne erstreckt sich ringförmig um einen zentralen Buckel, der
an dem Körper
vorgesehen ist. Diese Schaumzubereitungseinrichtung weist eine ringförmige elastische
Dichtung auf, die um den Buckel zum Verschließen des Abflusses der Rinne
angeordnet und durch radiale Ausdehnung verformbar ist, um wenigstens einen
Ablaufdurchgang für
den Aufguß zu
bilden. Außer
einer komplizierten Konstruktion dieser Einrichtung mit langen Wegen
für das
Kaffeegetränk
in dem Filterhalter, wodurch es sich abkühlen kann, hat man festgestellt,
daß die
Glättung
des Aufgusses zwischen der durch Ausdehnung radial verformten Dichtung
und den Durchgängen
nicht den Erhalt einer guten Cremequalität zuläßt. Mit der radialen Verformung
der Dichtung kann man nämlich
nicht den feinen Veränderungen
des Drucks oder des Druckverlusts folgen, der in der Aufgußsammelkammer
vorliegt.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung
liegt darin, den obengenannten Nachteilen abzuhelfen und einen Filterhalter
für eine
Kaffeemaschine vom Typ Espresso vorzuschlagen, der mit einer Einrichtung
zur Zubereitung von Kaffeecreme ausgestattet ist, die wirksam und
zuverlässig
funktioniert, unabhängig
von der Granulometrie und der Menge des Mahlguts in dem Filterhalter.
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Eine weitere Aufgabe dieser Erfindung
liegt in einer in einem Filterhalter integrierten Einrichtung zur
Zubereitung von Kaffeecreme, die einfach konstruiert ist, wobei
gleichzeitig der erforderliche Druck zur Extraktion des Kaffeearomas
und eine ergiebige, dichte, beständige
und kräftig
gefärbte
Kaffeecreme erhalten werden können.
Diese Einrichtung muß auch
den Erhalt eines kompakten, trockenen und leicht auszuwerfenden
Kaffeekuchens gewährleisten.
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Eine zusätzliche Aufgabe dieser Erfindung liegt
darin, einen Filterhalter zu realisieren, der leicht auszuführen ist
und mit dem die Herstellungskosten reduziert werden können, und
der Teile aus geformtem Kunststoff aufweist, die für eine Großserienproduktion
leicht industriell verwertet werden können.
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Diese Aufgaben sind gelöst bei einem
Filterhalter für
eine Kaffeemaschine vom Typ Espresso, mit einem Behälter, der
zur Aufnahme des Kaffeemahlguts bestimmt ist und dessen Boden wenigstens eine Öffnung zum
Ablaufen des Kaffees aufweist, und über welchem sich eine Filterwand
zum Zurückhalten
des Kaffeemahlguts sowie wenigstens eine ringförmige Dichtung aus elastischem Material
erstreckt, die zwischen der Filterwand und dem Boden liegt, da die
Filterwand mehrere Öffnungen
mit einem Durchmesser aufweist, der dazu geeignet ist, die sehr
feinen Mahlgutkörner
zurückzuhalten,
und da eine Dichtung um jede Ablauföffnung angeordnet ist, wobei
der untere Teil der Dichtung mit dem Boden fest verbunden ist, wobei
der obere Teil der Dichtung normalerweise derart in Anlage gegen
die Filterwand ist, daß der
Durchgang für
die Flüssigkeit
verschlossen ist, die das Mahlgut zu der Ablauföffnung hin durchquert, wobei
sich die Dichtung bei einem vorbestimmten Wert des Drucks der Flüssigkeit
durch Kompression im wesentlichen senkrecht zu der Filterwand verformt,
so daß der
Durchgang der Flüssigkeit
zu der Ablauföffnung
hin geöffnet
ist.
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Das Kaffeegetränk wird also in zwei Schritten erhalten:
einem ersten Schritt des Filterns der Mischung aus Wasser und Mahlgut,
der durch die Filterwand realisiert wird, und einem zweiten Schritt
des Druckanstiegs, der durch eine elastische Dichtung erhalten wird,
die durch Kompression senkrecht zu der Filterwand elastisch verformbar
ist.
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Die Filterwand nach der Erfindung
weist eine ausreichend große
Anzahl von Filteröffnungen
mit vorbestimmten Abmessungen auf, so daß der Aufguß beim Durchlauf durch diese
Wand unabhängig von
der Feinheit des Mahlguts und unabhängig von der Kraft der Verdichtung
des Mahlguts in dem Filterhalter einen quasi konstanten Druckverlust
aufweist. Die zahlreichen Öffnungen
der Filterwand werden nämlich
von dem Mahlgut niemals alle verstopft, selbst wenn dieses sehr
fein ist.
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Die ringförmige Dichtung liegt zu Beginn
der Operation der Kaffee-Extraktion gegen die darüberliegende
Filterwand an, so daß der
Durchgang des gefilterten Aufgusses zu der Ablauföffnung außerhalb
des Filterhalters verschlossen ist. So ermöglicht sie den Erhalt eines
ausreichenden Drucks in dem Behälter
des Filterhalters, um das ganze Aroma aus dem Kaffeemahlgut zu extrahieren.
Bei einem vorbestimmten Druckwert wird die Dichtung entlang der Achse
des Behälters
derart komprimiert, daß sie
den Aufguß zwischen
die Filterwand und den komprimierten Teil der Dichtung laufen lassen
kann. So ist der gebildete Aufgußstrahl parallel zu der Filterwand
orientiert, wobei er zwischen dieser und dem oberen Teil der Dichtung
geglättet
wird, bevor er die Ablauföffnungen
für den
Aufguß außerhalb
des Filterhalters durchquert. Folglich bildet sich die Creme durch
Venturi-Effekt auf Höhe
des erzeugten Durchgangs; diese Creme befindet sich dann vollständig in
der Ausgangsleitung des Kaffeegetränks und wird in der Kaffeetasse
gesammelt.
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Die elastisch verformbare ringförmige Dichtung,
die unter der Wirkung des Drucks axial komprimiert ist, hat die
Rolle eines Druckregelventils, sie ermöglicht also eine Regelung des
Drucks im Inneren des Filterhalters, denn sie öffnet sich mehr oder weniger
in Abhängigkeit
von dessen Wert. Sie ermöglicht
auch die Glättung über den
gesamten Umfang dieser Dichtung, wodurch im Ergebnis mehr Creme
in dem an die Ablauföffnung
angrenzenden Raum erzeugt wird. Diese Creme sowie der Aufguß gelangen direkt
in die Kaffeetasse, wodurch sich ein Kaffee mit der richtigen Temperatur
und eine dichte und gehaltvolle Creme erhalten lassen.
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Die Dichtung weist nützlicherweise
eine Shorehärte
zwischen 50 und 80 auf. In Abhängigkeit von
dieser Härte
kann der Abstand zwischen der Filterwand und dem Boden des Behälters zwischen
0,5 mm und 2 mm liegen.
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Die Filterwand weist vorteilhaft
eine Anzahl von wenigstens 400 Öffnungen
mit einem Durchmesser auf, der zwischen 100 und 500 μm liegt und
bevorzugt 300 μm
beträgt.
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So erhält man einen im wesentlichen
konstanten Druckverlust für
alle Werte der Granulometrie des Mahlguts, wodurch sich auch eine
im wesentlichen konstante Zeit zum Erhalt des Aufgusses und damit
zum Durchlauf des Wassers durch das Mahlgut erhalten läßt, unabhängig von
der Feinheit des Mahlguts. Dies trägt zum Erhalt eines aromareichen
Aufgusses und auch zu einer konstanten Creme-Menge und -Qualität für alle Typen
von Mahlgut bei.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform weist
der Filterhalter zwei ringförmige
Dichtungen auf, die jeweils konzentrisch zu zwei Ablauföffnungen angeordnet
sind, die nebeneinander beiderseits der Symmetrieachse des Bodens
angeordnet sind.
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Man verschließt also die beiden Ablauföffnungen
mit zwei ringförmigen
Dichtungen, die konzentrisch an jeder der Öffnungen angeordnet sind. Da
der Innendurchmesser jeder Dichtung bevorzugt im wesentlichen mit
demjenigen der Ablauföffnung identisch
ist, isoliert die Dichtung diese Öffnung von dem Rest der Aufgußsammelkammer
und läßt diesen
Aufguß sich
hinter ihr ansammeln. Durch diese Anordnung ist die Kapazität dieser
Kammer erhöht, und
der Aufguß hat
genügend
Zeit, um sich mit Aromen aufzuladen. Zu dem Zeitpunkt, wo der Druck
in der Aufgußkammer über einen
vorbestimmten Wert gelangt, verformt sich der vorspringende obere
Teil jeder Dichtung an seinem Umfang und läßt die Flüssigkeit zu der Ablauföffnung laufen.
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Die beiden ringförmigen Dichtungen sind vorteilhaft
durch einen gemeinsamen Träger
miteinander verbunden.
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Dadurch kann man alleinige Mittel
zur Befestigung und/oder Führung
bezüglich
des Bodens des das Mahlgut enthaltenden Behälters für die beiden Dichtungen haben,
wobei diese Mittel insbesondere im Zentrum ihres gemeinsamen Trägers angeordnet sind.
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Die Filterwand des Filterhalters
der Erfindung weist vorteilhaft Öffnungen
in Entsprechung zu dem Innendurchmesser des oberen Teils der Dichtung
auf.
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So gewährleisten diese Öffnungen
ein Entweichen, wodurch der Filterträger am Ende der Zubereitung
des Kaffees dekomprimieren kann. Dadurch lassen sich einerseits
mögliche
Spritzer aufgrund der Entspannung des Restdrucks im Moment des Öffnens des
Filterhalters vermeiden, und andererseits kann durch die Öffnungen
das im Kaffeesatz verbleibende Wasser am Ende der Zubereitung beseitigt werden
und folglich ein trockenerer, leicht auswerfbarer Kaffeekuchen erhalten
werden.
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Bevorzugt ist das Verhältnis zwischen
der äquivalenten
Oberfläche
der Öffnungen
und dem Innendurchmesser der Dichtung derart berechnet, daß der direkte
Durchgang des Aufgusses von dem Behälter im Inneren der Dichtung
zu den Ablauföffnungen
bei der Extraktion des Kaffees minimiert ist.
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So könnte eine zu große Durchgangsfläche der Öffnungen
den Durchgang des Aufgusses durch diese Öffnungen direkt in die Evakuierungsöffnung und
von dort zu der Kaffeetasse privilegieren, wodurch die Dichtung
also kurzgeschlossen werden könnte
und folglich keine Creme in dem Kaffeegetränk mehr erhalten würde. Umgekehrt
ist dann, wenn eine zu kleine Anzahl von Öffnungen in Entsprechung mit
dem Innendurchmesser der Dichtung vorliegt, die Wahrscheinlichkeit
größer, daß die Öffnungen
durch die Mahlgutkörner
verstopft wird und gegebenenfalls der erwartete Effekt der Dekompression
und Evakuierung des Wassers nicht mehr erhalten werden könnte. Andeutungsweise
und in keinster Weise einschränkend
könnte
eine Anzahl von Öffnungen
zwischen 5 und 15 mit den obengenannten Abmessungen für einen
Innendurchmesser des oberen Teils der Dichtung zwischen 3 und 6
mm vorgesehen sein.
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Die ringförmige Dichtung ist vorteilhaft
vom abgestuften Typ, wobei sie eine flache ringförmige Basis aufweist, die in
ihrem oberen Teil durch einen allgemein wulstförmigen Teil fortgesetzt ist.
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So läßt sich durch die flache Basis
eine gute Anlagefläche
gegen den Boden des das Mahlgut enthaltenden Behälters erhalten, während der
obere wulstförmige
Teil mit der Filterwand in Kontakt gelangt und eine gute Dichtigkeit
ganz um die Ablauföffnung
für den
Kaffee ermöglicht,
wobei gleichzeitig die Entfernung dieser Fläche bezüglich der Wand ab einem bestimmten
Druck erleichtert ist.
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Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der
ringförmigen
Dichtung ist der Wert der Dicke des toroiden Teils weniger als oder
gleich der Höhe
der Dichtung.
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Dies hat als Effekt, daß sich ab
einem bestimmten Wert des Drucks der toroide Teil, der die Dichtigkeit
gewährleistete,
als erster durch axiale Kompression entlang einer Richtung senkrecht
zu der Filterwand verformt. Dies ist um so ausgeprägter, wenn
die Dichtung entlang ihres inneren Teils an starren Wänden anliegt.
Folglich folgt der gebildete Aufgußstrahl einer horizontalen
Richtung, wobei er zwischen der Filterwand und dem toroiden Teil
der Dichtung an ihrem ganzen Umfang geglättet wird. Dann wird der Ablaufstrahl
vertikal, wobei er durch die Ablauföffnungen und die vertikalen
Stutzen des Filterhalters zu den Kaffeetassen läuft, wodurch im Ergebnis die
Turbulenzen zerschlagen werden und eine homogene und feine Creme
in der Tasse erhalten wird.
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Bevorzugt weist der obere Teil der
Dichtung eine peripherische Lippe auf, die zu dem inneren Teil der
Dichtung gerichtet ist.
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So ist die Lippe der Dichtung in
Ablaufrichtung der Flüssigkeit
gerichtet und ermöglicht
die bessere Kontrolle der Öffnungskraft
der Dichtung, sie ermöglicht
auch, den möglichen
Veränderungen
des Drucks im Inneren des Filterhalters besser zu folgen. Insbesondere
ist, da die Abmessungen dieser Lippe im Verhältnis zu der Dicke des oberen
Teils der Dichtung ziemlich reduziert sind, die Resultierende der durch
den Druck auf eine Dichtung dieses Typs erzeugten Kraft hauptsächlich entlang
der axialen Richtung der Dichtung, senkrecht zu der Wand gerichtet,
wobei eine axiale Komponente in zu vernachlässigender Menge und vor allem
zu Beginn der Verformung vorhanden ist. Eine Dichtung dieses Typs wird
also auch selbst einer Verformung durch axiale Kompression unterworfen.
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Bei einer Ausführungsvariante der Erfindung ist
wenigstens ein Ablenkblech entlang der Wände des Evakuierungsstutzens
für den
Kaffee vorgesehen, der mit der Evakuierungsöffnung in Verbindung steht,
die in dem Boden des Filterhalters vorgesehen ist.
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Dieses Ablenkblech hat die Rolle,
eine Verminderung der Geschwindigkeit des Aufgußstrahls zu erzeugen, der in
den Evakuierungsstutzen für
den Kaffee erhalten wird, sowie die möglichen Turbulenzen zu beruhigen,
die sich aus dem Durchgang der Flüssigkeit in den Stutzen ergeben.
Damit werden im Ergebnis Spritzer des Kaffeegetränks in der Tasse verhindert,
und es wird eine dichtere Creme in dem Kaffeegetränk erhalten.
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Das Ablenkblech weist vorteilhaft
eine Wand auf, die im wesentlichen senkrecht zu der Ablaufrichtung
des Aufgusses angeordnet ist.
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So widersetzt sich die Wand der Zirkulation der
Flüssigkeit
im Inneren des Stutzens und vermindert wirksam deren Geschwindigkeit.
Das Kaffeegetränk
läuft durch
einen Durchgang aus, der zwischen dieser Wand und der Innenfläche des
Stutzens gebildet ist, wodurch als Folge ein Aufgußflachstrahl
am Ausgang in dem unteren Teil des Stutzens knapp vor dem Durchgang
in die Kaffeetasse erhalten wird.
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Weitere Merkmale und Vorteile der
Erfindung ergeben sich deutlicher im Licht der folgenden Beschreibung
und der Zeichnungen, die als nicht einschränkende Beispiele Ausführungsformen
der Erfindung veranschaulichen.
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So wird auf 1 bis 6 Bezug
genommen; darin zeigen:
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1 eine
axiale Schnittansicht eines Filterhalters nach einer ersten Ausführungsform
der Erfindung;
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2 eine
axiale Schnittansicht eines Filterhalters nach einer ersten Variante
der zweiten Ausführungsform
der Erfindung;
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3 ein
Detail der in 2 dargestellten Ansicht
in vergrößertem Maßstab;
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4 eine
Draufsicht der in 3 dargestellten
Dichtung;
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5 eine
axiale Schnittansicht einer konstruktiven Variante des in 2 dargestellten Filterhalters;
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6 eine
axiale Schnittansicht einer zweiten Variante der zweiten Ausführungsform;
und
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7 eine
Einzelheit einer dritten Variante der zweiten Ausführungsform
der Erfindung in vergrößertem Maßstab.
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Der Filterhalter der Erfindung ist
in einer Kaffeemaschine vom Typ Espresso zu verwenden, in welcher
das Kaffeemahlgut 8 von dem unter Druck stehenden Heißwasser
durchquert wird.
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In 2 ist
besser zu sehen, daß der
Filterhalter einen Griff aufweist, der mit einer Behandlungsschale 1 fest
verbunden ist. Die Schale 1 ist auf abnehmbare Weise durch
Befestigungsmittel 2 vom Typ Rampe angebracht, die mit
entsprechenden Rampen in dem Körper
der Maschine unter Zuführungsmitteln 4 für die Flüssigkeit
zusammenwirken. Die Maschine weist ferner einen Sockel auf, auf
den eine Tasse gesetzt ist, die zur Aufnahme des Getränks bestimmt
ist, das durch Evakuierungsleitungen 20 des Behandlungsbehälters 1 abläuft.
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Ein in den Figuren nicht dargestellter
Wasserkessel ist dazu vorgesehen, die Flüssigkeit, insbesondere das
Wasser, auf eine vorbestimmte Temperatur zu erwärmen und es über Wasserzuführungsmittel 4 unter
Druck bis zu der Behandlungsschale 1 zu führen. Ein
Federventil 6 gewährleistet
die Öffnung,
damit die Flüssigkeit
ab einem gegebenen Wert des Drucks der Flüssigkeit aus dem Wasserkessel
zu den Wasserzuführungsmitteln 4 laufen
kann, sowie das Schließen
zu dem Zeitpunkt, wo der Druck unter diesen Wert gefallen ist. Die
Dichtigkeit zwischen den Wasserzuführungsmitteln 4 und
dem Mahlgut 8, das in dem Behälter oder dem Mantel 7 im Inneren
der Schale 1 zurückgehalten
wird, wird durch eine torische Dichtung hergestellt, die das untere Ende
der Wasserzuführungsmittel 4 umgibt.
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Wie dies in 1 und 2 veranschaulicht
ist, weist die Schale 1 des Filterhalters einen inneren
Behälter
oder einen Mantel 7 auf, der im wesentlichen die Form des
inneren Teils der Schale 1 hat, und er ist direkt daran
befestigt. In dem unteren Teil des Behälters 7 ist ein Träger oder
Boden 16 angeordnet. Der Träger 16 ist bezüglich des
Behälters 7 gleitend angebracht,
damit der am Ende der Kaffeezubereitung verbleibende Kaffeekuchen
extrahiert werden kann. Zu diesem Zweck weist der Boden 16 eine
Gabel 22 auf, die mit einem Betätigungsmechanismus in einer
vertikalen Translationsverschiebung verbunden ist, wobei der Mechanismus
im Inneren des Schutzgehäuses 3 des
Filterhalters liegt.
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Eine Filterwand 9 ist im
Inneren des Behälters 7 angeordnet
und liegt an der oberen Fläche
des Bodens 16 an. Kanäle
oder Einsenkungen sind in dem oberen Teil des Bodens 16 derart
vorgesehen, daß eine
Aufgußsammelkammer 21 zwischen
ihm und der Wand 9 gebildet ist. Die Filterwand 9 ist
in ihrem zentralen Teil an dem beweglichen Boden 16 beispielsweise
mittels einer Befestigungsschraube 17 befestigt. Diese
Wand, allgemein in Form einer Scheibe, hat die Rolle, das Mahlgut
in dem Behälter 7 zurückzuhalten
und nur den Aufguß durch
ihre Filteröffnungen 15 laufen
zu lassen.
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Die Filteröffnungen 15 haben
einen Durchmesser, der klein genug ist, damit selbst sehr feines Mahlgut
gefiltert wird, und sie sind ausreichend zahlreich vorhanden, wobei
sie im wesentlichen gleichmäßig verteilt
sind, so daß sie
nicht völlig
von dem sehr feinen Mahlgutkörnern
verstopft werden, und/oder wenn der Benutzer das Mahlgut zu stark verfestigt.
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Als andeutendes und nicht einschränkendes Beispiel
sieht man etwa 400 Öffnungen 15 mit
einem Durchmesser von etwa 300 μm
vor, die gleichmäßig an der
Oberfläche
einer Scheibe 9 mit einem Durchmesser von etwa 50 mm verteilt
sind. Die Scheibe 9 kann beispielsweise aus einem rostfreien
Nahrungsmittelstahl hergestellt sein, wobei die Öffnungen 15 durch
Lochung einer Seite der Scheibe und dann durch Oberflächenverbesserung
der gegenüberliegenden
Seite erhalten sind, die glatt und flach sein muß. Die Versuche haben gezeigt,
daß ein
solcher Typ einer Filterwand unabhängig von der Feinheit des verwendeten
Mahlguts und der Einspannkraft des Filterhalters um den Ansatz einen
konstanten Druckverlust gewährleistete,
der die Wasserzuführungsmittel 4 aufweist.
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Die Filterwand 9 ist von
dem Gleitboden 16 durch ein Organ 10 aus einem
elastischen Material getrennt, das im wesentlichen die Form einer
ringförmigen
Dichtung hat. Diese Dichtung 10 ist um den zentralen Teil 18 des
Bodens 16 angeordnet, wobei sie mit ihrem unteren Teil 12 in
einer Nut mit entsprechender Form geführt und zurückgehalten wird, die in dem
Träger
oder Boden 16 vorgesehen ist. Die Innenfläche 14 der
Dichtung 10 liegt an Vorsprüngen 14' des Bodens 16 mit entsprechender
Form an, wodurch die Führung
bei ihrer axialen Bewegung sichergestellt ist, wenn in ihrem oberen
Teil 11 eine Kraft aufgebracht wird. Ihr oberer Teil 11 liegt
gegen die Filterwand 9 an. Durch die Befestigung der Wand 9 an dem
Gleitboden 16 wird die Dichtung 10 mit dem Boden 16 in
Kontakt gehalten. Die Dichtung 10 ist um Ablauföffnungen 19 für den Aufguß derart
angeordnet, daß sie
isoliert sind und so der Durchgang des Aufgusses durch diese Öffnungen
verhindert ist. Die Öffnungen 19 sind
in dem Boden 16 beiderseits des zentralen Teils 18 des
Bodens 16 vorgesehen, und sie bringen den gefilterten Kaffee über die
vertikalen Stutzen oder Evakuierungsleitungen 20 mit der
Kaffeetasse in Verbindung.
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Nach einer ersten Ausführungsform
der Erfindung, die in 1 dargestellt
ist, hat die Dichtung 10 die Form eines Rings, deren Basis 12 mit
dem Boden 16 fest verbunden ist, und deren oberer Teil 11 eine
Lippe 11' an
ihrem Umfang aufweist. Die Lippe 11' ist ins Innere der Dichtung 10 bzw.
zu dem zentralen Teil oder dem Buckel 18 des Bodens gerichtet.
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Nach einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung hat die Dichtung 10 die Form einer ringförmigen Doppeldichtung.
Eine solche Doppeldichtung 10 ist in 4 besser zu sehen, und sie weist eine
flache Basis 12 mit allgemein ovaler Form auf, in deren Zentrum
eine Öffnung 13 vorgesehen
ist. Diese Öffnung
dient als Orientierung und Führung
der Dichtung 10 bezüglich
des Bodens 16, insbesondere um dessen zentralen Teil 18.
Zwei Kronen 11, die symmetrisch bezüglich der Öffnung 13 angeordnet
sind, stehen bezüglich
der Basis 12 der Dichtung 10 vor.
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Nach einer ersten Variante der zweiten
Ausführungsform
der Erfindung, die in 2 und 3 besser zu sehen, weist
jede Krone oder jeder obere Teil 11 der Dichtung 10 an
seinem Umfang eine peripherische Lippe auf, die ins Innere jeder
Krone gerichtet ist.
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So hat die in 1 bis 3 dargestellte
Dichtung die Rolle, den Durchgang des Aufgusses aus der Kammer 21 zu
den Ablauföffnungen 19 zu
verhindern, solange der Druck in der Kammer 19 unter einem
vorbestimmten Wert bleibt. Ist dieser Druckwert erreicht, dann verformt
sich der obere Teil 11 der Dichtung 10 durch axiale
Kompression, also parallel zu ihrer vertikalen Achse, im wesentlichen
senkrecht zu der Filterwand 9, wobei er einen Durchgang
für den
Aufguß im
Inneren der Dichtung 10 offen läßt, welcher dann durch die
Ablauföffnung 19 zu
der Kaffeetasse läuft.
Der im Inneren der Dichtung 10 erhaltene Aufgußstrahl
ist im wesentlichen horizontal. Da die Dichtung 10 eine
peripherische Lippe 11' aufweist,
weist die von dem in der Aufgußkammer 21 darauf
ausgeübte
Kraft eine hauptsächlich
axiale sowie eine schwache radiale Komponente auf. Die Resultierende
dieser Komponenten ist im wesentlichen parallel zu der vertikalen
Achse der Dichtung 10 gerichtet. Folglich ist der erhaltene
Aufgußstrahl
im wesentlichen parallel zu der Wand 9 orientiert. Mit
einem solchen Strahl läßt sich
eine sehr gute Glättung
zwischen der Filterwand 9 und der Lippe 11' der Dichtung 10 und
folglich eine gute Emulsion aus Luft – Aufguß im Inneren der Dichtung 10 und
in den Evakuierungsleitungen 20 erhalten.
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Bei einer in 5 dargestellten konstruktiven Variante
ist zu bemerken, daß die
Dichtung 10 in einem hohlen Raum mit entsprechender Form
angeordnet ist, der in dem Boden 16 vorgesehen ist, und daß die Innenfläche 14 dieser
Dichtung 10 nicht mehr von Vorsprüngen gestützt wird, die einen Buckel
für die
Dichtung bilden. Bei der Ausführung
von 2 ist zu beobachten,
daß die
Vorsprünge 14' den inneren Teil 14 der
Dichtung 10 führen
und deren Hub begrenzen, die bei ihrer Verformung in Anlage gegen den
Vorderteil der Vorsprünge
gelangt. So ist im Rahmen dieser Erfindung die Dichtung 10 mit
ihrer Innenfläche 14 um
Vorsprünge 14' angeordnet,
die eine Ablauföffnung 19 einfassen,
wobei die Vorsprünge zur
Not weggelassen sein können,
um einen maximalen Wert der Verformung der Dichtung 10 zu
erhalten.
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Nach zahlreichen Laborversuchen hat
man bemerkt, daß die
Höhe der
Vorsprünge 14', welche den
Wert der Verformung der Dichtung 10 bestimmt, einen direkten
Einfluß auf
die Feinheit der erhaltenen Kaffeecreme hat. So erhält man durch
die Wahl des Werts der Höhe
der Vorsprünge 14' einen vorbestimmten
Hub oder Wert der Verformung des oberen Teils 11 der Dichtung 10 durch
axiale Kompression, und man erhält
eine vorbestimmte Qualität
der Creme in der Kaffeetasse.
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Bei einer zweiten Variante der gleichen
Ausführungsform,
die in 6 zu sehen ist,
ist die Krone 11 wulstförmig.
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Die Verformung der Dichtung durch
Kompression in einer Richtung parallel zu ihrer vertikalen Achse
wird in diesem Fall noch besser festgestellt, wobei der Aufgußfluß zwischen
dem torischen Teil 11 und der Filterwand 9 noch
besser geglättet
ist.
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Die Dichtung 10 ist aus
einem Elastomermaterial, z.B. aus einem Siliconkautschuk durch eine Formtechnik
hergestellt. Beispielsweise liegt der Wert des Innendurchmesser
jeder der Kronen 11 zwischen 3 und 6, bevorzugt bei 4 mm.
Der Wert ihres Außendurchmessers
liegt insbesondere zwischen 7 und 10 mm, bevorzugt bei 8 mm, für eine Gesamthöhe der Dichtung
von etwa 3 mm, wobei die Höhe
der Krone 11 und diejenige der Basis 12 im wesentlichen gleich
sind.
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Bei einer weiteren Variante, die
in den Zeichnungen nicht dargestellt ist, liegt keine Filteröffnung in
dem Teil vor, der dem Innendurchmesser der Dichtung 10 entspricht,
so daß diese
Dichtung die Ablauföffnungen 19 der
Aufgußsammelkammer 21 vollständig isoliert.
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Indessen haben Versuche gezeigt,
daß die Anwesenheit
einiger Filteröffnungen 15' in Beziehung
mit dem Inneren der Scheibe 10 und damit mit den Evakuierungskanälen 20 für den Kaffee
erwünscht
ist. Diese Öffnungen 15' haben die Rolle, eine
gute Dekompression des Filterhalters am Ende der Kaffeezubereitung
zu gewährleisten.
Ebenso wurde festgestellt, daß die Öffnungen 15' auch dazu beitragen,
einen möglichen
Wasserrest in dem Kaffeesatzkuchen nach dem Extrahieren des Kaffees
zu evakuieren, wodurch dieser leichter ausgeworfen werden kann.
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Im Betrieb durchquert das unter Druck
stehende Heißwasser
das auf der Filterwand 9 ruhende Kaffeemahlgut 8 und
lädt sich
mit Kaffee-Extrakten und -Aroma. Die Filterwand 9 hält das Mahlgut 8 zurück und läßt das Kaffeegetränk durch,
das den Raum der Aufgußkammer 21 füllt, die
die Dichtung 10 umgibt. Die Dichtung 10 verhindert,
bevorzugt auf völlig
dichte Weise, das Ablaufen des Kaffees durch die Öffnungen 19.
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Beim Betrieb der Kaffeemaschine steigt
der hydraulische Druck fortschreitend in der Aufgußsammelkammer 21.
Wenn der Druck einen vorbestimmten Wert erreicht, z.B. 6 Bar, verformt
sich die Lippe 11' oder
der toroide Teil 11 der Dichtung 10 axial durch
Kompression und läßt das Kaffeegetränk durch die Öffnungen 19,
durch welche es nach unten, durch die Stutzen 20 abläuft. Beim
Laufen durch die Öffnung,
die zwischen der Filterwand 9 und dem oberen Teil 11 der
Dichtung geschaffen ist, wird der Kaffeegetränkstrahl geglättet. Diese
Glättung
erzeugt einen abrupten Unterdruck und eine Emulsion, die eine ergiebige, ölige und
beständige
Creme in dem Ablaufraum des Kaffeegetränks ergibt.
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Das Kaffeegetränk läuft zwischen der Dichtung 10 und
der Wand 9 horizontal ab. Dann wird der Ablauf vertikal
durch die Öffnungen 19,
wodurch im Ergebnis die Turbulenzen zerschlagen und zwei vertikale
Flachstrahlen in einer Richtung im wesentlichen parallel zu der
Achse der einen oder der anderen Ablaufleitungen 20 in
der Richtung erhalten werden, die durch die Pfeile in 2 angegeben ist.
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Am Ende der Extraktion des Kaffees
wird die Schale 1 von der Kaffeemaschine gelöst. Der
Satzkuchen, der sich im Inneren des Behälters 7 befindet, wird
ausgeworfen, indem der Antriebsmechanismus zu dem oberen Rand des
Behälters 7 von
dem Gleitboden 16 betätigt
wird, wodurch das Kaffeemahlgut nach der Verwendung bequem herausgenommen werden
kann.
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Bei einer weiteren Variante der zweiten
Ausführungsform
der Erfindung, die in 7 dargestellt ist,
weisen die Evakuierungsstutzen oder -leitungen 20 für das Kaffeegetränk an ihren
Innenwänden
einen Ablenker oder ein Ablenkblech 23 auf. Dieser Ablenker 23 weist
im wesentlichen eine horizontale Wand 24 auf, die senkrecht
zu der Ablaufrichtung des Kaffeegetränks in den Stutzen 20 angeordnet
ist. Die horizontale Wand 24 hat die Rolle, die Turbulenzen noch
besser zu beruhigen, die möglicherweise
verbleiben oder sich in den Stutzen 20 bilden. Sie richtet also
den Kaffeestrahl zu der Durchgangsöffnung 26, wo er noch
einmal zwischen der Wand 24 des Ablenkers 23 und
der Innenfläche
der Leitung 20 geglättet wird.
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Das Ablenkblech oder der Ablenker 23 kann vorteilhaft
eine vertikale Wand 25 aufweisen, die einen Trichter in
der Verlängerung
der horizontalen Wand 24 nach unten, im wesentlichen senkrecht dazu
bildet. Der erhaltene Kaffeegetränkstrahl
ist laminar und vertikal, im wesentlichen parallel zu der vertikalen
Achse der Stutzen 20.
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Da die Erfindung nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele
beschränkt
ist, können
daran zahlreiche Modifizierungen vorgenommen werden, ohne den Rahmen
ihrer Ansprüche
zu verlassen.