CH722085A2 - Kaffeemühle mit einer Wägevorrichtung zur Messung des Gewichts des gemahlenen Kaffees - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kaffeemühle umfassend ein Mahlwerk zum Mahlen von Kaffee, wobei der Mahlgrad einstellbar ist, eine Halterungsvorrichtung (1) zur Positionierung eines Behältnisses, insbesondere eines Siebträgers, eine Fördervorrichtung (5) zum Fördern des gemahlenen Kaffees in das Behältnis, eine Wägevorrichtung, insbesondere eine Wägezelle, zur Bestimmung der in das Behältnis geförderten Menge an gemahlenen Kaffees und eine Steuerung zur Steuerung eines Mahlvorgangs. Die Steuerung ist ausgestaltet, Störungen des Mahlvorgangs zu identifizieren und gegebenenfalls kleinere Störungen zu unterdrücken, sodass der Mahlvorgang nicht unterbrochen werden muss. Dies führt zu einer besseren Reproduzierbarkeit der Mahlmenge pro Mahlvorgang.

Description

Gebiet der Erfindung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Kaffeemühle mit einem Mahlwerk zum Mahlen von Kaffee und mit einer Halterungsvorrichtung zur Positionierung eines Behältnisses, insbesondere eines Siebträgers. Zudem umfasst die Kaffeemühle eine Fördervorrichtung zum Fördern des gemahlenen Kaffees in das Behältnis, eine Wägezelle zur Bestimmung der in das Behältnis geförderten Menge an gemahlenen Kaffees und eine Steuerung zur Steuerung eines Mahlvorgangs.

Stand der Technik

[0002] Es ist Stand der Technik, dass Kaffeemühlen mit einer Zeitstoppfunktion oder einer Wägefunktion ausgestattet sind, welche erlaubt, den automatisch oder manuell gestarteten Mahlvorgang nach einer voreingestellten Zeit oder einem voreingestellten Gewicht zu beenden. Dadurch soll erreicht werden, dass die voreingestellte Menge möglichst präzise wiederholt bezogen werden kann. Es ist ebenfalls Stand der Technik, dass die Mühle mit einem verstellbaren Mahlwerk ausgestattet ist, welches erlaubt, Kaffeebohnen zu feinerem oder gröberem Kaffeepulver zu vermahlen. Die Menge des in der gleichen Mahldauer ausgegeben Kaffeepulvers ist dabei abhängig vom Mahlgrad und von der Art der vermahlenen Kaffeebohnen.

Darstellung der Erfindung

[0003] Es stellt sich die Aufgabe eine Kaffeemühle bereitzustellen, welche unabhängig des eingestellten Mahlgrads eine vom Benutzer gewünschte Menge an gemahlenen Kaffees zuverlässig ausgeben kann.

[0004] Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst.

[0005] Demgemäss umfasst eine Kaffeemühle

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ein Mahlwerk zum Mahlen von Kaffee. Der Mahlgrad ist einstellbar, d.h. der Kaffee kann gröber oder feiner gemahlen werden.

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eine Halterungsvorrichtung zur Positionierung eines Behältnisses, insbesondere eines Siebträgers,

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eine Fördervorrichtung zum Fördern des gemahlenen Kaffees in das Behältnis,

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eine Wägevorrichtung, insbesondere eine Wägezelle, zur Bestimmung der in das Behältnis geförderten Menge an gemahlenen Kaffees,

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eine Steuerung zur Steuerung eines Mahlvorgangs.

[0006] Die Steuerung ist derart ausgestaltet, dass Störungen des Mahlvorgangs identifiziert werden können. Hierfür wertet die Steuerung die Messwerte der Wägevorrichtung aus.

[0007] Insbesondere umfasst die Kaffeemühle eine Anzeigevorrichtung zum Anzeigen des Fortschritts des Mahlvorgangs und eine Bedienvorrichtung zum Speichern einer voreingestellten Menge an gemahlenen Kaffees. Ebenfalls kann die Kaffeemühle mittels der Bedienvorrichtung gestartet werden.

[0008] Vorteilhaft ist die Steuerung ausgestaltet, die Wägung auszuwerten, den Mahlvorgang zu Steuern und die voreinstellbare Menge des zu mahlenden Kaffees zu speichern.

[0009] Insbesondere ist die Wägefunktion so implementiert, dass die gemahlene Menge zuverlässig auch bei Störungen geschätzt werden kann und der Mahlvorgang bei einer Störung des Wägevorgangs nicht zwingend unterbrochen werden muss. Eine Störung wird beispielsweise durch Berühren des Siebträgers verursacht.

[0010] Vorteilhaft kann die Kaffeemühle eine Störung der Wägefunktion erkennen, indem es aktuelle Messwerte mit voreingestellten Werten oder vorangegangenen Messwerten oder geschätzten Messwerten vergleicht und dann diese Abweichungen wiederum mit voreingestellten Schwellenwerten abgleicht. Dadurch soll erkannt werden, ob eine Störung ein Abbruch oder Unterbruch des Mahlvorgangs erfordert oder ob die Störung des Mahlvorgangs so geringfügig ist, dass die Störung unterdrückt und der Mahlvorgang fortgesetzt werden können.

[0011] Insbesondere ist ein Abbruch des Mahlvorgangs angezeigt, wenn der Vergleich mit einem Schwellenwert beispielsweise die komplette Entnahme des Behältnisses vermuten lässt. Eine Störungsunterdrückung ist angezeigt, wenn der Vergleich mit dem Schwellenwert nur eine leichte Umpositionierung des Behältnisses vermuten lässt.

[0012] So ist es möglich, kleine Korrekturen an der Positionierung des Behältnisses in der Halterungsvorrichtung vorzunehmen, ohne dass dadurch der Mahlvorgang gestoppt wird, da die als Störung wahrgenommene Neupositionierung unterdrückt wird. Insgesamt wird dadurch die Reproduzierbarkeit der Mahlmenge pro Mahlvorgang verbessert.

[0013] In einer Ausführungsform wird auf die Unterdrückung der Störung auch durch eine Anzeigenfunktion aufmerksam gemacht. Der Mahlvorgang wird aber ebenfalls nicht unterbrochen.

[0014] Insbesondere geschieht die Unterdrückung der Störung anhand eines hinterlegten Modells, womit ein erwartetes Gewicht bzw. Messwert während des laufenden Mahlvorgangs abgeschätzt wird. Das Modell kann dabei bei laufendem Mahlvorgang oder nach abgeschlossenem Mahlvorgang neu parametriert werden anhand von gespeicherten Werten und/oder vergangenen Messwerten, welche als nicht gestört erkannt waren.

[0015] Der Vorteil besteht darin, dass durch Start und Stopp des Mahlvorgangs die Messung der Mahlmenge insgesamt ungenauer wird, da bei Start- und Stopp-Vorgängen die Auswurfrate schwieriger zu schätzen ist, da es häufig zu Rückstau und Nachfliessen von Kaffeepulver aus dem Mahlwerk kommt. Zusätzlich wird die Mahldauer für die gleiche Menge Kaffeepulver verlängert, was als unvorteilhaft angesehen wird.

[0016] Bei Siebträgermaschinen hat die Menge und der Mahlgrad des Kaffeepulvers im Sieb einen entscheidenden Einfluss auf die Qualität des gebrühten Kaffees. Die Einstellung von Mahlgrad und Mahlmenge ist dabei mitunter für Ungeübte nicht einfach zu bewerkstelligen, da zwei Parameter gleichzeitig justiert werden müssen. Wird die Mahlmenge durch das Gerät justiert, beispielsweise über eine Wägefunktion, und entsprechend eine gute Reproduzierbarkeit der Mahlmenge unabhängig vom Mahlgrad und der zu vermahlenden Kaffeebohnen erreicht, hat dies den Vorteil, dass so die Mahlmenge auf die für das eingesetzte Sieb empfohlene Menge eingestellt werden kann und anschliessend nur der Mahlgrad verändert werden muss, bis die gewünschte Extraktion erreicht wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

[0017] Weitere Ausgestaltungen, Vorteile und Anwendungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und aus der nun folgenden Beschreibung anhand der Figuren.

Figur 1 zeigt eine Kaffeemühle mit einer Halterungsvorrichtung für ein Behältnis, einer Anzeigevorrichtung, einer Bedienvorrichtung und einer Vorrichtung zur Einstellung des Mahlgrads;

Figur 2 zeigt ein Modell zur Berechnung einer Mahlgeschwindigkeit, auch Rate genannt. Das Modell berücksichtig einen Rückstau von Kaffeepulver beim Start des Mahlvorgangs.

Weg zur Ausführung der Erfindung

[0018] Die Figur 1 zeigt eine Kaffeemühle. Die Kaffeemühle umfasst eine Halterungsvorrichtung 1 für einen Siebträger, eine Anzeigevorrichtung 2 und eine Bedienvorrichtung 3. Zudem umfasst die Kaffeemühle eine Vorrichtung 4 zur Einstellung des Mahlgrads. Der Siebträger ist in Fig. 1 nicht dargestellt und wird in den Patentansprüchen als ein Behältnis bezeichnet. Im Weiteren umfasst die Kaffeemühle eine Fördervorrichtung zum Fördern des gemahlenen Kaffees in die Siebvorrichtung.

[0019] Die Bedienvorrichtung 3 dient der Einstellung der Mahlmenge und zum Starten des Mahlvorgangs. Der Benutzer hat die Möglichkeit, durch Drehen der Bedienvorrichtung 3 das Gewicht der gesamten Mahlmenge einzustellen. Das eingestellte Gewicht wird auf der Anzeigevorrichtung 2 angezeigt. Wird kein Gewicht eingestellt, sind Standardwerte auf der Steuerung hinterlegt. Durch Drücken der Bedienvorrichtung 3 kann der Benutzer den Mahlvorgang starten.

[0020] Zum Mahlen von Kaffee platziert der Benutzer ein Behältnis auf der Halterungsvorrichtung 1. Anschliessend betätigt der Benutzer die Bedienvorrichtung 3 zum Starten des Mahlvorgangs 3. Während des Mahlvorgangs wird dem Benutzer auf der Anzeigevorrichtung 2 das Gewicht des bisher in den Siebträger geförderten Kaffees angezeigt.

[0021] Während des Mahlvorgangs wird das Gewicht des aus dem Mahlwerk in den Siebträger geförderten Kaffees gemessen. Hierzu ist die Halterungsvorrichtung mit einer Wägezelle verbunden, welche das Gewicht des im Siebträger aufgenommenen, gemahlenen Kaffees zulässt.

[0022] Die Wägezelle sendet an eine in der Kaffeemühle enthaltenen Elektronik Messsignale. Zur Filterung des vom in Betrieb stehenden Mahlwerks verursachten Rauschens wird ein Tiefpassfilter eingesetzt, welcher insbesondere Frequenzen grösser 10Hz, insbesondere Frequenzen grösser 2Hz, unterdrückt.

[0023] Im Weiteren ist die Steuerung in der Lage, Störungen zu identifizieren, indem durch ein Modell geschätzte Messwerte mit den tatsächlichen Messwerten verglichen werden. Im Modell werden die Messwerte mittels Ableitung und Filterung der vergangenen tatsächlichen Messwerte berechnet. Die tatsächlichen Messwerte können somit genutzt werden, einerseits um Störungen zu identifizieren, und andererseits, um das Modell zu parametrisieren.

[0024] Bei der Identifikation von Störungen sind drei Ergebnisse vorgesehen:

1)

Es liegt keine Störung vor;

2)

Es liegt eine Störung vor, welche einen Abbruch des Mahlvorgangs erfordert;

3)

Es liegt eine Störung vor, diese ist jedoch so geringfügig, dass der Mahlvorgang fortgesetzt werden kann.

[0025] Zu 1): Ist die Messung nicht gestört, wird die Messung in einer Historie aller gespeicherten Messungen des laufenden Mahlvorgangs gespeichert.

[0026] Zu 2): Der Mahlvorgang wird abgebrochen, wenn das gemessene Verhalten eine Abweichung zum Modell hat, welche grösser ist als ein erster, voreingestellter Schwellenwert. Es wird angenommen, dass beispielsweise der Siebbehälter entfernt wurde oder eine andere Störung vorliegt, bei der ein Abbruch des Mahlvorgangs angezeigt ist.

[0027] Zu 3): Der Mahlvorgang wird fortgesetzt und die Störung wird unterdrückt, wenn die Abweichung zum Modell kleiner als der erste Schwellenwert, aber grösser als ein zweiter, voreingestellter Schwellenwert ist, wobei der zweite Schwellenwert kleiner ist als der erste Schwellwert. Es wird angenommen, dass eine Störung vorliegt, wie beispielsweise das leichte Neupositionieren des Siebträgers auf der Halterungsvorrichtung 1 oder eine andere Störung, bei der kein Abbruch des Mahlvorgangs angezeigt ist.

[0028] Wie erwähnt, erfolgt die Beurteilung der Störung anhand eines Modells. Ein solches Modell ist beispielhaft in Fig. 2 gezeigt. Es zeigt die Mahlgeschwindigkeit R (R steht für Rate) in g/s, d.h. der Massenstrom des in den Siebträger geförderten Kaffees. Die Mahlgeschwindigkeit wird dabei über die Zeit t modelliert. In Fig. 2 wird die bisherige Messhistorie mit durchgezogener Linie illustriert, und die prognostizierte Rate wird mittels einer gestrichelten Linie illustriert.

[0029] Beim Start des Mahlvorgangs entspricht die modellierte Mahlgeschwindigkeit einem vordefinierten Wert, wobei das Modell berücksichtigt, dass die Förderung des gemahlenen Kaffees in den Siebbehälter im Vergleich zum Start des Mahlvorgangs verzögert erfolgt. Nach einer vordefinierten Anzahl erhaltener, tatsächlicher Messwerte entspricht die modellierte Mahlgeschwindigkeit der letzten, nicht als gestört erkannten Mahlgeschwindigkeit.

[0030] Bei einer neu festgestellten Störung werden die tatsächlichen Messwerte durch über das Modell prognostizierte Werte ersetzt und in die Historie geschrieben. Dabei wird die modellierte Mahlgeschwindigkeit mit einem Zeitintervall multipliziert, um den Anstieg das Gewichts des in den Siebträger geförderten Kaffees zu berechnen.

[0031] Sobald während eines Mahlvorgangs kein Störzustand mehr vorliegt, wird die Historie wieder mit tatsächlichen Messwerten weitergeführt. Es kann dann eine weitere Störung erfolgen, wobei wiederum nach obenstehender Logik vorgegangen wird.

[0032] Der Mahlvorgang wird solange fortgesetzt, bis die eingestellte Mahlmenge erreicht ist.

[0033] Wird eine Störung erkannt, wird dies dem Benutzer über die Anzeigevorrichtung 2 angezeigt.

Claims (10)

1. Kaffeemühle umfassend – ein Mahlwerk zum Mahlen von Kaffee, wobei der Mahlgrad einstellbar ist, – eine Halterungsvorrichtung (1) zur Positionierung eines Behältnisses, insbesondere eines Siebträgers, – eine Fördervorrichtung (5) zum Fördern des gemahlenen Kaffees in das Behältnis, – eine Wägevorrichtung, insbesondere eine Wägezelle, zur Bestimmung der in das Behältnis geförderten Menge an gemahlenen Kaffees, – eine Steuerung zur Steuerung eines Mahlvorgangs, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung ausgestaltet ist, Störungen des Mahlvorgangs zu identifizieren.

2. Kaffeemühle nach Anspruch 1, wobei die Steuerung ausgestaltet ist, bei einer identifizierten Störung erster Art den Mahlvorgang fortzusetzen.

3. Kaffeemühle nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Steuerung ausgestaltet ist, bei einer identifizierten Störung zweiter Art den Mahlvorgang abzubrechen oder zu pausieren.

4. Kaffeemühle nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Steuerung ausgestaltet ist, die Störungen zu identifizieren, indem die tatsächlichen Messwerte mit durch ein Modell prognostizierten Werten verglichen werden.

5. Kaffeemühle nach Anspruch 4, wobei die Steuerung ausgestaltet ist, das Modell während des Mahlvorgangs mittels tatsächlicher Messwerte anzupassen.

6. Kaffeemühle nach Anspruch 4 oder 5, wobei das Modell berücksichtigt, dass die Förderung des gemahlenen Kaffees in das Behältnis im Vergleich zum Start des Mahlvorgangs verzögert erfolgt.

7. Kaffeemühle nach einem der vorangehenden Ansprüche, aufweisend eine Anzeigevorrichtung (2) zum Anzeigen von Informationen, insbesondere eines Fortschritts des Mahlvorgangs, insbesondere durch Prozentangabe des Fortschritts oder durch Angabe des in den Siebträger geförderten Gewichts des gemahlenen Kaffees.

8. Kaffeemühle nach Anspruch 7, wobei die Anzeigevorrichtung (2) ausgestaltet ist, die Störung anzuzeigen.

9. Kaffeemühle nach den Ansprüchen 2 und 8, wobei die Anzeigevorrichtung (2) ausgestaltet ist, die Störung erster Art anzuzeigen.

10. Kaffeemühle nach einem der vorangehenden Ansprüche, aufweisend eine Bedienvorrichtung (3) ausgestaltet, – zum Starten des Mahlvorgangs, und/oder – zum Einstellen der Mahlmenge; insbesondere wobei beides, nämlich das Starten des Mahlvorgangs und das Einstellen der Mahlmenge, alleine über einen einzigen Drehregler mit Drückfunktion bedient werden kann, wobei der Drehregler mit der Drückfunktion Bestandteil der Bedienvorrichtung (3) ist.