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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kaffeemaschine, mit einer Vorrichtung zur Zuführung von heißem Wasser zu einer Auslasseinrichtung oberhalb eines Filtergefäßes, in das ein Filterpapiereinsatz mit Kaffeemehl einsetzbar ist, wobei die Auslasseinrichtung eine zentrale Auslassöffnung über einem mittleren Bereich des befüllten Filterpapiereinsatzes und mehrere äußere Auslassöffnungen, die oberhalb eines mittleren Bereiches der Seitenwände des befüllten Filterpapiereinsatzes angeordnet sind, aufweist, und die Durchflussmenge an heißem Wasser über die einzelnen Auslassöffnungen über einen Wahlschalter steuerbar ist, der mindestens drei Schaltstellungen zum Einstellen der Kaffeestärke aufweist.
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Beim Brühen von Kaffee ist es bekannt, dass die Stärke und der Extraktionsgrad über eine „Coffee Brewing Control Chart“ dargestellt werden können. Die meisten Verbraucher bevorzugen einen Extraktionsgrad zwischen 18 % bis 22 %. Allerdings gibt es auch Verbraucher, die einen milderen oder unterentwickelten oder stärkeren und bittereren Kaffee bevorzugen. In der
US 8,495,950 B2 wird ein Verfahren zum Brühen von Kaffee offenbart, bei dem eine optimierte Berechnung des Brühvorganges erfolgt. Das Brühverfahren stützt sich auf die Erkenntnisse aus der Wechselwirkung betreffend den Extraktionsgrad (solubles yield) und die Kaffeestärke (solubles concentration).
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Die
EP 1 287 772 B1 offenbart eine Vorrichtung zur Herstellung eines Brühgetränks, bei der oberhalb eines Filtergefäßes eine Wasserzulaufeinrichtung mit einer Vielzahl von Durchlauföffnungen vorgesehen ist. Ein Teil der Durchlauföffnungen befindet sich auf einer elliptischen Umfangslinie, die etwa der Umfangskontur einer Projektionsfläche des Filtergefäß-Innenraumes in einem unteren bis mittleren Bereich des Filtergefäßes entspricht. Durch die Beschickung der zentralen Durchlauföffnung oder der äußeren Durchlauföffnungen kann die Kaffeestärke beim Brühen von Kaffee eingestellt werden. Allerdings lassen sich mit dieser Vorrichtung nur schlecht Zwischenstellungen einstellen, und es wäre für den Nutzer wünschenswert, eine Bedienhilfe zu bekommen, mit der die Kaffeestärke reproduzierbar eingestellt werden kann.
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In der
DE 20 2014 104 028 U1 ist eine Getränkemaschine offenbart, bei der an einem Zulauf ein Stellglied vorgesehen ist, das verschiedene Schaltstellungen einnehmen kann, um die Fluidverbindung von einem Flüssigkeitseinlass zu unterschiedlichen Auslassöffnungen herzustellen. In einer ersten Schaltstellung wird nur die zentrale Auslassöffnung mit Flüssigkeit versorgt. In einer weiteren Schaltstellung wird die Flüssigkeit zu zweiten Auslassöffnungen geleitet, die auf einer mittleren Kreisbahn um die zentrale Auslassöffnung angeordnet sind. In einer dritten Schaltstellung kann dann die Flüssigkeit zu Auslassöffnungen geleitet werden, die auf einer äußeren Kreisbahn um die zentrale Auslassöffnung angeordnet sind. Dadurch kann zwar die Kaffeestärke durch die verschiedenen Schaltstellungen eingestellt werden, allerdings ist der Aufbau des Flüssigkeitsverteilers komplex, und es sind eine Vielzahl von Auslassöffnungen vorhanden, die gewartet und gereinigt werden müssen. Zudem besteht der Nachteil, dass bei einer Schaltstellung für einen starken Kaffee nur die zentrale Auslassöffnung mit Flüssigkeit versorgt wird, so dass in dem äußeren Bereich das Kaffeemehl nur wenig benetzt wird und das Kaffeegetränk eine höhere Bitterkeit aufweist. Auch bei einer mittleren Schaltstellung wird durch Zufuhr der Flüssigkeit über die Auslassöffnungen auf der mittleren Kreisbahn nur begrenzt eine gleichmäßige Benetzung des Kaffeemehls erreicht.
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Die
DE 694 33 248 T2 offenbart ein Brühgerät mit einer Auswahl an Aufgusszonen, wobei Mittel zur Einstellung der Verteilung des Wassers auf die Oberfläche des Mahlguts vorgesehen sind, die eine drehbare Verteilerplatte aufweisen.
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Zudem offenbart die
DE 197 27 888 C1 eine Vorrichtung zur Zubereitung von Heißgetränken mit einem Verteiler, der Heißwasser in einen Filterbehälter abgibt. Der Verteiler besteht dabei aus einem Behälter (7), in dessen Boden in unterschiedlichem Abstand von der Bodenmitte Löcher angeordnet sind. In dem Behälter ist dabei eine Scheibe drehbar angeordnet, die Verschlusselemente aufweist, welche auf mehreren Kreisen unterschiedlichen Durchmessers angeordnet sind, so dass in einer ersten Drehlage, die auf einem Kreis angeordnete Lochgruppe frei von Verschlusselementen ist und die auf dem anderen Kreis oder den anderen Kreisen angeordneten Lochgruppen durch Verschlusselemente abgedeckt sind. In einer weiteren Drehlage sind nur die Lochgruppen eines anderen Kreises freigegeben.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kaffeemaschine zu schaffen, wobei über eine Steuerung der Wasserzufuhr eine Kaffeestärke reproduzierbar eingestellt werden kann.
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Diese Aufgabe wird mit einer Kaffeemaschine mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
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Bei der erfindungsgemäßen Kaffeemaschine umfasst eine Auslasseinrichtung eine zentrale Auslassöffnung über einem mittleren Bereich eines befüllten Filterpapiereinsatzes und mehrere äußere Auslassöffnungen, die vorzugsweise auf einer elliptischen oder ringförmigen Kreisbahn angeordnet sind, die oberhalb eines mittleren Bereiches der Seitenwände des befüllten Filterpapiereinsatzes angeordnet ist. Die Durchflussmenge an heißem Wasser über die einzelnen Auslassöffnungen kann dabei über einen Wahlschalter gesteuert werden, der mindestens drei Schaltstellungen zum Einstellen der Kaffeestärke aufweist. In allen Schaltstellungen des Wahlschalters wird das heiße Wasser zumindest teilweise über die äußeren Auslassöffnungen des befüllten Filterpapiereinsatzes zugeführt. Dadurch wird vermieden, dass bei einer Einstellung des Wahlschalters auf mittlere Brühstärke oder starke Brühstärke der Randbereich des Filterpapiereinsatzes mit Kaffeemehl nur schlecht durchströmt wird. Zudem wird durch die Zuführung von heißem Wasser über die äußeren Auslassöffnungen die Bitterkeit des Kaffeegetränks reduziert. Neben den Vorteilen für die Herstellung des Kaffeegetränkes führt dieser Aufbau auch zu dem Vorteil, dass eine geringere Anzahl an Auslassöffnungen bereitgestellt werden muss, so dass Wartung- und Reinigungsarbeiten reduziert werden.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Auslasseinrichtung Kanäle zum Leiten des heißen Wassers zu den Auslassöffnungen auf, und durch den Wahlschalter kann die Durchflussmenge zu den einzelnen Auslassöffnungen gesteuert werden. Abhängig von der Stellung des Wahlschalters kann dann die Durchflussmenge an heißem Wasser zu den äußeren Auslassöffnungen geringer oder größer ausfallen, je nach Stellung des Wahlschalters.
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Wenn die Schaltstellung des Wahlschalters auf „stark“ steht, werden vorzugsweise vorrangig die zentrale Auslassöffnung und in einem geringeren Maße die äußeren Auslassöffnungen durchströmt, beispielsweise in einem Verhältnis von 3:1 oder 4:1. Dadurch wird das Kaffeegetränk mit größerer Stärke hergestellt, da die Zuführung im mittleren Bereich für eine Verwirbelung des Kaffeemehls sorgt und eine vergleichsweise lange Kontaktzeit. Das Zuführen von Wasser in einem Randbereich sorgt für eine gleichmäßigere Benetzung und eine Reduzierung der Bitterkeit. Bei der Schaltstellung des Wahlschalters auf „stark“ liegt bei einer mittleren Korngröße von 350 µm bis 450 µm des Kaffeemehls und einer Dosierung von 60 g Kaffeemehl pro Liter der Extraktionsgrad vorzugsweise bei über 22 %. Dadurch können Nutzer, die gerne starken und leicht bitteren Kaffee trinken, die Schaltstellung entsprechend wählen.
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Bei einer mittleren Schaltstellung des Wahlschalters liegt der Extraktionsgrad vorzugsweise bei einer mittleren Korngröße zwischen 350 µm bis 450 µm und einer Dosierung von 60 g Kaffeemehl pro Liter in einem Bereich zwischen 18 % und 22 %. Dieser Bereich wird von der Mehrheit der Kaffeetrinker bevorzugt, da der Kaffee eine ausreichende Stärke und nur eine geringe Bitterkeit aufweist.
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Für ein optimales Brühergebnis in der mittleren Schaltstellung wird das Kaffeemehl vorzugsweise besonders gleichmäßig durchströmt. Hierfür weist die Auslasseinrichtung oberhalb einer Bodennaht oder Bodenfalte des Filterpapiereinsatzes zusätzlich zu der zentralen Auslassöffnung mindestens zwei weitere mittige Auslassöffnungen auf, die in einem geringeren Abstand zur zentralen Auslassöffnung angeordnet sind als die äußeren Auslassöffnungen. Dadurch wird auch der Bereich zwischen den äußeren Auslassöffnungen und der mittleren Auslassöffnung gut durchströmt, wobei optional die zentrale Auslassöffnung bei Einsatz der mindestens zwei weiteren mittigen Auslassöffnungen abgesperrt werden kann. Vorzugsweise weist die Auslasseinrichtung neben der zentralen Auslassöffnung und den äußeren Auslassöffnungen nur zwei mittlere Auslassöffnungen auf, die auf gegenüberliegenden Seiten der zentralen Auslassöffnung vorgesehen sind.
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Durch eine Schaltstellung des Wahlschalters auf „mild“ kann über die Auslasseinrichtung erreicht werden, dass der Extraktionsgrad bei einer mittleren Korngröße des Kaffeemehls zwischen 350 µm bis 450 µm und einer Dosierung von 60 g Kaffeemehl pro Liter unter 18 % liegt, was Benutzern zugutekommt, die gerne milden Kaffee trinken. Dabei können in der entsprechenden Schaltstellung des Wahlschalters nur die äußeren Auslassöffnungen durchströmt werden, so dass die Kontaktzeit mit dem Kaffeemehl vergleichsweise kurz ist.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Kaffeemaschine;
- 2 eine perspektivische Explosionsdarstellung der Kaffeemaschine der 1;
- 3A bis 3D mehrere Ansichten einer Auslasseinrichtung der Kaffeemaschine der 1;
- 4A bis 4F mehrere Ansichten der Auslasseinrichtung der Kaffeemaschine in der Einstellung „stark“;
- 5A bis 5F mehrere Ansichten der Auslasseinrichtung der Kaffeemaschine in der Einstellung „mittel“;
- 6A bis 6F mehrere Ansichten der Auslasseinrichtung der Kaffeemaschine in der Einstellung „mild“, und
- 7 eine grafische Ansicht der Kaffeestärke abhängig von der Einstellung des Wahlschalters der Kaffeemaschine.
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Eine Kaffeemaschine 1 umfasst ein Gehäuse 2, an oder in dem ein Tank für Frischwasser und eine Heizeinrichtung vorgesehen sind. An dem Gehäuse 2 ist ein Filtergefäß 4 vorgesehen, in das ein kegelstumpfförmiger Filterpapiereinsatz einfügbar ist. Unterhalb des Filtergefäßes 4 ist eine Kanne 5 für frisch gebrühten Kaffee vorgesehen, die auf einer Warmhalteplatte 6 abgestellt ist.
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An der Oberseite des Gehäuses 2 befindet sich ein abnehmbarer Deckel 3, an dem eine Öffnung 8 für einen Wahlschalter 9 vorgesehen ist. Durch Drehen des Wahlschalters 9 kann die Kaffeestärke des gebrühten Kaffees eingestellt werden.
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Entsprechend der Ansicht der 2 ist unterhalb des Deckels 3 eine Auslasseinrichtung 7 für heißes Wasser vorgesehen, die über den Wahlschalter 9 gesteuert werden kann.
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In den
3A bis
3D ist die Auslasseinrichtung
7 im Detail dargestellt. Die Auslasseinrichtung
7 umfasst einen Ausleger
11, an dem ein rohrförmiger Einlass 10 für heißes Wasser vorgesehen ist. Das heiße Wasser strömt von dem Einlass
10 über einen Kanal
15 innerhalb des Auslegers
11 zu Kanälen
16 und 17, um dann über Auslassöffnungen
12,
13 und
14 in das Filtergefäß
4 zu strömen. Dabei befindet sich eine zentrale Auslassöffnung
12 über einem mittleren Bereich eines darunter angeordneten befüllten Filterpapiereinsatzes, während äußere Auslassöffnungen
13, die auf einer kreisförmigen oder elliptischen Kreisbahn um die zentrale Auslassöffnung
12 angeordnet sind, oberhalb eines unteren oder mittleren Bereiches der Seitenwände des befüllten Filterpapiereinsatzes angeordnet sind. Hinsichtlich der Anordnung dieser äußeren Auslassöffnungen
13 wird auf die
EP 1 287 772 B1 verwiesen, wobei abweichend auch eine kreisförmige Anordnung der äußeren Auslassöffnungen vorgesehen sein kann. An der Unterseite der Auslasseinrichtung
7 befinden sich zudem noch zwei mittlere Auslassöffnungen
14, die zusammen mit der zentralen Auslassöffnung
12 auf einer Linie liegen. Dabei befindet sich jeweils eine mittlere Auslassöffnung
14 auf gegenüberliegenden Seiten der mittleren Auslassöffnung
12. Die mittleren Auslassöffnungen
14 sind oberhalb einer Bodennaht oder Bodenfalte eines darunter angeordneten Filterpapiereinsatzes positioniert.
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Über den Wahlschalter 9 kann die Zufuhr des heißen Wassers zu den Auslassöffnungen 12, 13 oder 14 gesteuert werden. Hierfür befindet sich in der Auslasseinrichtung ein äußerer Kanal 17, der die Zufuhr zu den äußeren Auslassöffnungen 13 ermöglicht. Neben dem äußeren Kanal 17 ist ein mittlerer Kanal 16 vorgesehen, der die Zufuhr zu der zentralen Auslassöffnung 12 und den mittleren Auslassöffnungen 14 steuert. Die zugeführte Wassermenge kann über den Wahlschalter 9 eingestellt werden, der auf ein Schaltelement 18 wirkt, das mit entsprechenden Wand- und Verschlusselementen ausgestattet ist, um die Wasserzufuhr zu den Kanälen 16 und 17 zu steuern.
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In den 4A bis 4F befindet sich der Wahlschalter 9 in der Brühposition „stark“. In dieser Schaltposition strömt heißes Wasser über die Auslasseinrichtung 7, und vorrangig wird das heiße Wasserüber die zentrale Auslassöffnung 12 in einen Filterpapiereinsatz 20 eingeleitet, in dem Kaffeemehl 21 eingefüllt ist. Ein weiterer Teil des heißen Wassers fließt über die äußeren Auslassöffnungen 13, so dass das Kaffeemehl auch außen benetzt wird und eine zu hohe Bitterkeit des Kaffeegetränkes vermieden wird. Durch die im Wesentlichen mittige Einleitung des heißen Wassers in das Kaffeemehl 21 wird dieses im mittleren Bereich durchwirbelt und ein vergleichsweise starker Kaffee gebrüht. Das Extraktionsergebnis liegt oberhalb von 22 %.
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In den 5A bis 5F ist eine mittlere Einstellung des Wahlschalters 9 gezeigt. Durch die Veränderung des Wahlschalters 9 fließt das heiße Wasser nach wie vor durch die äußeren Öffnungen 13, aber statt durch die zentrale Auslassöffnung 12 nur noch über die beiden mittleren Auslassöffnungen 14. Diese Veränderung führt dazu, dass das Kaffeemehl noch gleichmäßiger benetzt wird und die Verwirbelung im zentralen mittleren Bereich des Kaffeemehls etwas geringer ausfällt. In den schematischen Ansichten der 5E und 5F ist das Kaffeemehl 21 mit einer im Wesentlichen geraden oberen Ebene dargestellt, während in den 4E und 4F eine mittlere Vertiefung durch den mittleren Wasserstrahl dargestellt ist.
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In den 6A bis 6F ist die Einstellung des Wahlschalters 9 auf „mild“ eingestellt worden. In dieser Einstellung des Wahlschalters 9 strömt das heiße Wasser ausschließlich über die äußeren Öffnungen 13 in das Filtergefäß 4 mit dem Filterpapiereinsatz 20, so dass das Kaffeemehl 21 im Wesentlichen im äußeren Bereich benetzt wird, in dem die Füllhöhe des Kaffeemehls durch die schräg verlaufenden Seitenwände in vertikale Richtung geringer ist als in dem mittleren Bereich. Dadurch wird ein milderer Kaffee gebrüht, und der Extraktionsgrad ist geringer als bei den anderen Einstellungen des Wahlschalters 9, insbesondere geringer als 18 %.
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Die oben beschriebene Auslasseirichtung
7 wurde Tests unterzogen, wobei verschiedene Sorten von Kaffeemehl für die Tests verwendet wurden. Bei dem Test mit dem unter dem Handelsnamen „Melitta Auslese“ vertriebenen Kaffee wurde zunächst die Korngrößenverteilung und die mittlere Korngröße bestimmt, da diese einen Einfluss auf den Extraktionsgrad besitzen. Die ermittelte Korngrößenverteilung ergibt sich durch die nachfolgende Tabelle:
| Kornklasse (µm) | Korngrößenverteilung (%) |
| Melitta Auslese | Jacobs Krönung | Tchibo Feine Milde | Dallmayr Prodomo |
| < 63 | 7,0 | 9,6 | 7,9 | 5,2 |
| 63 - 125 | 8,6 | 8,0 | 8,5 | 7,6 |
| 125 - 250 | 9,7 | 8,8 | 9,4 | 10,7 |
| 250 - 400 | 18,6 | 16,8 | 24,9 | 25,5 |
| 400 - 500 | 19,0 | 18,3 | 28,7 | 19,7 |
| 500 - 1000 | 36,1 | 38,0 | 20,6 | 31,3 |
| > 1000 | 1,0 | 0,5 | 0,0 | 0,0 |
| mittlere Korngröße | 433 | 437 | 396 | 405 |
| (µm) | | | | |
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Der Großteil des Kaffeemehls besitzt eine Korngröße zwischen 125 bis 500 µm, wobei dies auch auf Produkte anderer Hersteller zutrifft. Daraus ergibt sich eine mittlere Korngröße von etwa 433 µm. Dieses Kaffeemehl wurde für die Tests zur Bestimmung des Extraktionsgrades verwendet. Dabei wurde das Kaffeemehl mit einer Dosierung vom 60 g/l in einen Filterpapiereinsatz 20 eingefüllt, und dann wurde der Extraktionsgrad abhängig von der Schaltstellung des Wahlschalters 9 gemessen.
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Wie in 7 gezeigt ist, kann über die Einstellung des Wahlschalters 9 das Extraktionsergebnis beeinflusst werden. Die meisten Kaffeetrinker bevorzugen einen Extraktionsgrad zwischen 18 bis 22 %, was durch Einstellung des Wahlschalters auf die mittlere Position erreicht wird. Bei Einstellung auf die Position „stark“ ist der Extraktionsgrad über 22 % und kann eine gewisse Bitterkeit entfalten, die jedoch erwünscht ist. Soll hingegen ein milderer Kaffee gebrüht werden, liegt der Extraktionsgrad unter 18 %. Durch Einstellung des Wahlschalters 9 kann somit ein reproduzierbarer Extraktionsgrad erhalten werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kaffeemaschine
- 2
- Gehäuse
- 3
- Deckel
- 4
- Filtergefäß
- 5
- Kanne
- 6
- Warmhalteplatte
- 7
- Auslasseinrichtung
- 8
- Öffnung
- 9
- Wahlschalter
- 10
- Einlass
- 11
- Ausleger
- 12
- Auslassöffnung
- 13
- Auslassöffnung
- 14
- Auslassöffnung
- 15
- Kanal
- 16
- Kanal
- 17
- Kanal
- 18
- Schaltelement
- 20
- Filterpapiereinsatz
- 21
- Kaffeemehl
