[0001] Die Erfindung betrifft ein Filterpad, das ein oberes Filterblatt und ein unteres
Filterblatt und einen dazwischen liegenden Aufnahmeraum zur Aufnahme von auslaugbaren
und/oder zumindest teilweise lösbaren Substanzen umfasst, der in Teilräume unterteilt
ist. Als Substanzen können Kaffee- oder Teepulver, Kaffeeweißer, Aromastoffe oder
dergleichen eingefüllt sein. Das Pad wird zur Zubereitung eines Heißgetränks in eine
Brühkammer einer Pad-Maschine eingelegt und mit heißem Wasser beaufschlagt. Typische
Heißgetränke, die derart hergestellt werden, sind Kaffee, Tee, Kakao oder trinkbare
Suppen.
[0002] Die
DE 203 19 191 U1 beschreibt ein formstabiles Pad, das mit mindestens einer ersten Hülle versehen ist,
in die eine Substanz, wie zum Beispiel Milchpulver, Aufschäumer oder ähnliche Zusätze,
welche in einer Flüssigkeit wie Wasser löslich sind, eingeschlossen ist. Die Hülle
umfasst ein oberes und ein unteres Blatt aus einem Filtermaterial. Das Pad ist des
Weiteren mit einem formgebenden versteifenden Körper versehen, der zwischen dem oberen
und dem unteren Blatt angeordnet ist. Der versteifende Körper weist eine unterteilende
Wandanordnung auf, die von einer Oberseite zu einer Unterseite hin eine für Flüssigkeiten
durchlässige Gitterstruktur darstellt. In dieser Struktur, die einzelne Kompartimente
bildet, befindet sich zumindest ein Teil der löslichen Substanz. Dieses formstabile
Pad ist aufgrund des porösen Filtermaterials, in das der versteifende Körper eingehüllt
wird, aufwändig und kompliziert in der Herstellung. Sie ist daher durch eine hohe
Ausschussrate gekennzeichnet. Außerdem besteht die Gefahr, dass bei Lagerungen und
Transport der versteifende Körper in Folge von äußeren Einwirkungen das Filtermaterial
beschädigt.
[0003] Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Pad anzugeben, dessen Innenraum ebenfalls
unterteilt ist, dass jedoch einfacher in der Herstellung und weniger anfällig für
Beschädigungen ist.
[0004] Diese Aufgabe wird durch ein Filterpad der eingangs genannten Art gelöst, das jedoch
formschlaff ist. Durch den Verzicht auf einen steifen beziehungsweise versteifenden
Körper innerhalb des Pad vereinfacht sich zum einen dessen Herstellung, weil auf die
aufwändige Verbindung zwischen formsteifen und formschlaffen Körper verzichtet werden
kann. Stattdessen kann auf Verbindungsmethoden zurückgegriffen werden, die aus der
Herstellung herkömmlicher Pads bekannt sind. Mit dem Verzicht auf einen steifen Körper
entfällt zudem die Gefahr, dass er die poröse Filterhülle durch auf ihn einwirkende
Kräfte bei der Handhabung zerstört.
[0005] Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen, welche einzeln oder in Kombination miteinander
eingesetzt werden können, sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
[0006] Die Anordnung der Teilräume bezüglich einer Erstreckungsebene des Pads, zum Beispiel
nebeneinander oder übereinander, kann das Auflösungs- bzw. Auslaugungsergebnis des
Padinhalts beeinflussen. Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind
daher die Teilräume bezüglich einer Erstreckungsebene des Filterpads übereinander
angeordnet. Die übereinander liegenden Teilräume oder Kammern des Pads werden in einer
Reihenfolge bezüglich der Durchströmungsrichtung von oben nach unten durchströmt.
Die Lösung bzw. das Eluat der zuerst durchströmten Kammer fließt also auch durch die
ihr nachgeordneten Kammern, wodurch es zu einer besonders guten Durchmischung der
Lösungen bzw. Eluate der einzelnen Kammern beziehungsweise Teilräume kommt. Da die
untere Kammer bereits durch eine Lösung bzw. ein Eluat beaufschlagt wird, ist davon
auszugehen, dass die darin enthaltenen Substanzen anders aufgelöst bzw. ausgelaugt
werden als durch Frischwasser.
[0007] Eine vorteilhafte Umsetzung der oben genannten Anordnung von Teilräumen übereinander
kann dadurch erreicht werden, dass das Filterpad aus mindestens drei Filterlagen besteht,
die lediglich an ihren umlaufenden Rändern miteinander verbunden sind. Damit lassen
sich auf sehr einfache Weise mehrere Teilräume erzeugen, die bezüglich der Erstreckungsebene
des Filterpads parallel beziehungsweise in Durchströmungsrichtung hintereinander angeordnet
sind. Die Verbindung der Filterlagen an ihren Rändern entspricht den gewöhnlichen
Herstellungsverfahren bekannter Pads, womit die Herstellung der erfindungsgemäßen
Pads insofern im Wesentlichen bekanntermaßen erfolgen kann.
[0008] Zur Erzeugung der beschriebenen Anordnung von Teilräumen innerhalb eines Pads müssen
jedoch die einzelnen Filterlagen nicht zwingend nur an ihren Rändern miteinander verbunden
werden. Zur Ausbildung kleinerer und größerer Teilräume können auch unterschiedlich
große Filterlagen miteinander verbunden werden, indem eine kleinere Filterlage an
ihrem Rand auf einer größeren befestigt wird. Eine weitere, ihrer Größe nach der größeren
der beiden ersten Filterlagen entsprechende Lage kann dann an ihrem Rand mit dem vorhandenen
Pad zur Ausbildung zweier unterschiedlich großer Teilräume verbunden werden.
[0009] Nach einer dazu alternativen Ausgestaltungsform können die Teilräume auch bezüglich
der Erstreckungsebene des Filterpads nebeneinander, das heißt also in Durchströmungsrichtung
parallel angeordnet sein. Diese Aufteilung der Teilräume hat zur Folge, dass die Teilräume
während der Durchströmung mit Wasser im Wesentlichen unabhängig voneinander durchflossen
werden. Dadurch kann eine Durchmischung der Lösung bzw. des Eluats bereits in dem
Pad oder eine ungleiche Eluierung bzw. Lösung der eingefüllten Substanzen vermieden
werden.
[0010] Nach einer ersten Ausgestaltungsform dieser zweiten Anordnungsmöglichkeit sind die
Teilräume innerhalb des Pads ausschließlich dadurch gebildet, dass die obere und untere
Filterlage an Fügestellen miteinander verbunden sind. Der ursprünglich durchgehende
Aufnahmeraum eines Pads wird also erfindungsgemäß durch Fügestellen, zum Beispiel
in der Form einer Steppdecke, in mehrere Teilräume unterteilt. In einer sehr einfachen
Ausführungsform kann zum Beispiel eine einzige lineare Fügestelle das Pad in zwei
gleich oder verschieden große Teilräume unterteilen.
[0011] Genauso gut kann sie auch gekrümmt oder kreisförmig verlaufen. Ihr Verlauf kann sich
zum einen an technischen Gesichtspunkten orientieren, wie zum Beispiel der Lage der
dadurch entstehenden Teilräume und/oder deren Durchströmung. Denn bei einem zentralen
Ablauf für das Heißgetränk im Padhalter wird naturgemäß der zentrale Bereich des Pads
stärker durchströmt. Dieser Umstand ist bei der Wahl des Verlaufs einer Fügestelle
gegebenenfalls zu berücksichtigen. Zum anderen können auch nicht technische Gesichtspunkte
den Verlauf einer Fügestelle bestimmen, wie zum Beispiel eine optisch besonders auffällige
Unterteilung des Aufnahmeraums eines Pads etwa in Zickzackform. Ein derartiger Verlauf
einer Fügestelle kann zum Beispiel dazu dienen, unterschiedlich gefüllte Pads von
einander unterscheiden zu können. Schließlich können selbstverständlich mehrere derartige
Fügestellen das Pad in nahezu beliebig viele Teilräume unterteilen.
[0012] Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann der Verlauf der Fügestellen
unterbrochen sein. An den Unterbrechungen sind die zwei Filterlagen nicht miteinander
verbunden. Über die Unterbrechungen sind dann zwei benachbarte Teilräume mit einander
verbunden. Bei einer entsprechenden Größe der Unterbrechungen kann ein Austausch der
Substanzen benachbarter Teilräume stattfinden. Damit kann der Benutzer eine zum Beispiel
transportbedingte ungleiche Verteilung der Substanzen innerhalb der Teilräume ggf.
mechanisch korrigieren. Sind die Unterbrechungen so klein, dass kein Austausch von
Substanzen stattfinden kann, bieten sie zumindest dem Wasser einen zusätzlichen Strömungsweg.
Dadurch lässt sich die Querdurchströmbarkeit des Pads erhöhen. Bei einem partiellen
Stau innerhalb des Pads kann dadurch der Entstehung eines unerwünschten Überdrucks
in der Brühkammer entgegengewirkt werden.
[0013] Alternativ zu der Bildung mittels Fügestellen können die Teilräume auch durch mindestens
eine separate Teilungswand gebildet sein. Das Einfügen einer separaten Teilungswand
in den Aufnahmeraum des Pads stellt zwar einen höheren Aufwand in der Herstellung
dar, bewirkt aber jeweils kompaktere Teilräume bei einer im Übrigen unveränderten
Gestalt bzw. Außenkontur des Pads. Mit einer oder mehreren Teilungswänden lässt sich
sowohl eine Anordnung der Teilräume nebeneinander als auch übereinander bzw. auch
Kombinationen daraus bewerkstelligen.
[0014] Als Material für die Teilungswand kann nahezu jedes beliebige, vorzugsweise flexible,
und - je nach Orientierung der Teilungswand parallel oder quer zur Durchströmungsrichtung
- durchlässige Material verwendet werden. Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der
Erfindung besteht die Teilungswand aus einem dem oberen und/oder dem unteren Filterblatt
vergleichbaren Material. Bei übereinander angeordneten Teilräumen ist dies erforderlich,
weil sonst die Durchströmung des Pads behindert wird. Bei nebeneinander angeordneten
Teilräumen dagegen ermöglicht dieses Material auch eine Querdurchströmung des Pads,
wodurch es zu einer guten Durchmischung der Lösung bzw. des Eluats, aber auch zu einer
Umgehungsströmung kommen kann, sofern sich im Pad ein Bereich verminderter oder gestörter
Durchströmung bildet. Gleiche Materialien für die beiden Filterblätter und die Teilungswände
können zudem die Herstellung des Pads vereinfachen. Soll dagegen eine Querdurchströmung
vermieden werden, z. B. weil eine Durchmischung nicht erwünscht ist, kann die Trennwand
auch undurchlässig ausgebildet sein.
[0015] An sich ist es nicht erforderlich, dass die Teilungswände ortsfest innerhalb des
Pads angeordnet sind, sie können ausschließlich durch die satte Befüllung mit Substanzen
gehalten sein. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind
sie jedoch durch Fügestellen an dem oberen und/oder unteren Filterblatt angeschlossen.
Dies bewirkt vorteilhaft eine Formtreue der Teilräume und schließt eine Durchmischung
der im Pad enthaltenen unterschiedlichen Substanzen aus.
[0016] Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Fügestellen
durch Pressen, Prägen, Verformen oder Kleben unter der Verwendung geringst möglicher
Mengen an Klebstoff gebildet. Diese Fügeverfahren stellen sicher, dass sie einen möglichst
geringen geschmacklichen Einfluss auf das Getränk haben.
[0017] Den bisher beschriebenen Filterpads ist das Konstruktionsprinzip gemeinsam, dass
ihre Teilräume durch Wandungen gebildet werden, die hinsichtlich ihrer Lage mehr oder
weniger genau bestimmbar sind. Ein dazu alternatives Konstruktionsprinzip des erfinderischen
Pads wendet sich ab von diesem Konzept. Sein Aufnahmeraum oder wenigstens einer seiner
Teilräume ist mit Partikeln mit stark unterschiedlicher räumlicher Ausdehnung gefüllt.
Teilräume werden also nicht mehr durch Wände, sondern durch die Oberflächen von mehreren
nicht zusammenhängenden Körpern größerer räumlicher Ausdehnung geschaffen, die durch
ihre im Allgemeinen unregelmäßige Anordnung innerhalb des Pads Zwischenräume bilden.
Sie stellen Teilräume dar, in denen sich Partikel mit geringerer räumlicher Ausdehnung
aufhalten können. Zwischen den Partikeln größerer räumlicher Ausdehnung entsteht also
eine Vielzahl relativ gleich verteilter Teilräume, in der kleinere Partikel aufgenommen
werden. Die Vielzahl von Teilräumen kann wünschenswert oder erforderlich sein, wenn
eine möglichst gleichmäßige Verteilung einer feinkörnigen Substanz notwendig ist.
Dies zum Beispiel, um eine gleichmäßige Durchmischung des Eluats zu erzielen oder
ein Verklumpen der feineren Substanz nach der Herstellung und/oder während des Lösungs-
oder Auslaugungsprozesses zu vermeiden. Da das Pad formschlaff ist, kann eine Verklumpung
bei der vorliegenden Ausführungsform auch dadurch wieder beseitigt werden, dass das
Pad vor der Benutzung leicht durchgeknetet wird, sodass sich die Klumpen der feineren
Substanz zwischen den größeren Partikeln zerreiben.
[0018] Nach einer weiteren vorteilhafteren Ausgestaltung dieser Variante weisen die Partikel
unterschiedlicher Größe außerdem noch ein hinsichtlich der Geschwindigkeit unterschiedliches
Auflösungsverhalten auf. Darunter ist die ganze Bandbreite von einem sofortigen Auflösen
bei Wasserkontakt bis hin zur Unlöslichkeit zu verstehen. Im Falle der Unlöslichkeit
dienen die größeren Partikel lediglich der Erzeugung von fein verteilten Teilräumen,
ohne an der gesamten geschmacklichen Ausprägung der Lösung bzw. des Eluats teilzuhaben.
Damit lässt sich also ein formschlaffes Pad herstellen, das dennoch über eine gleichmäßige
Verteilung von Teilräumen berechenbarer Größen und berechenbaren Umfangs verfügt.
[0019] Sind mehrere lösliche Partikel mit unterschiedlicher Auflösungsgeschwindigkeit an
der Bildung der Lösung bzw. des Eluats beteiligt, so weisen bevorzugt die Partikel
größeren Ausmaßes das langsamere Auflösungsverhalten auf. Dann bilden im Wesentlichen
sie die Teilräume für die feinteiligen Substanzen. Diese Teilräume sind zum Zweck
einer gleichmäßigen Verteilung der feineren Substanzen während des Auflöse- bzw. Auslaugungsprozesses
und/oder der Vermeidung einer Verklumpung der feineren Substanzen während dessen möglichst
lange aufrecht zu erhalten.
[0020] Unabhängig von der Bildung von Teilräumen kann durch das unterschiedliche Auflösungsverhalten
auch eine Reihenfolge der Verarbeitung der Substanzen innerhalb eines Pads geschaffen
werden. Die Beeinflussung der zeitlichen Reihenfolge, in der unterschiedliche Bestandteile
desselben Pads als Lösung bzw. Eluat die Kaffeemaschine verlassen, ermöglicht die
Herstellung von geschichteten Kaffeegetränken. Eine vorteilhafte Ausgestaltung der
vorher beschriebenen Ausführung besteht darin, dass die größeren Partikel aus geröstetem
Kaffee und die kleineren aus Aroma- und/oder Zusatzstoffen bestehen. Denn einerseits
lässt sich die Größe der Kaffeepartikel durch den Mahlgrad des Kaffees einstellen.
Außerdem verbleiben die Kaffeepartikel ohnehin im Pad, weil sie nicht vollständig
aufgelöst, sondern ausgelaugt werden. Andererseits sollen sich die Aroma- und/oder
Zusatzstoffe im Allgemeinen vollständig lösen und aus dem Pad ausgespült werden. Sie
liegen daher vorteilhaft ohnehin in größerer Feinheit vor, also als kleinere Partikel.
[0021] Die Dosierung innerhalb des Pads ist nicht beliebig, sondern genau einzuhalten. Daher
ist es wünschenswert, die Teilräume hinsichtlich ihrer Größe bemessen zu können. Nach
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weisen daher die größeren
Partikel eine im Wesentlichen regelmäßige geometrische Form, zum Beispiel eine Kugelform,
auf. Die zwischen den Kugeln entstehenden Zwischenräume lassen sich dadurch relativ
genau bestimmen, da sowohl der Innenraum des Pads als auch die Summe der Volumina
der Kugeln berechenbar sind. Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weisen
kugelförmige Partikel einen Durchmesser auf, der etwa der Dicke des Pads in Durchflussrichtung
entspricht. Zwischen den Kugeln entstehen dadurch die größtmöglichen Teilräume.
[0022] Das Prinzip der Erfindung wird im Folgenden anhand einer Zeichnung beispielshalber
noch näher erläutert. In der Zeichnung zeigen schematisch:
- Figur 1:
- ein Pad mit zwei nebeneinander angeordneten Teilräumen in einer Draufsicht und einer
Schnittansicht,
- Figur 2:
- ein Pad mit zwei nebeneinander und einem darüber angeordneten Teilraum in einer Draufsicht
und einer Schnittansicht,
- Figur 3:
- ein Pad mit mehreren konzentrisch angeordneten Teilräumen in einer Draufsicht und
einer Schnittansicht, und
- Figur 4:
- ein Pad mit einer Füllung aus zwei stark unterschiedlich großen Partikeln.
[0023] Figur 1 zeigt eine erste, einfache Form eines Pad 1 in einer Draufsicht (Figur 1a)
und in einer Schnittansicht (Figur 1 b). Das Pad 1 ist aus einem oberen Filterblatt
2 und einem unteren Filterblatt 4 gebildet. Wie bei bekannten Pads auch schließt es
zwischen den beiden Filterblätter 2, 4 einen Aufnahmeraum 5 ein, der - im Gegensatz
zu bekannten Pads - durch eine lineare Fügestelle 8 in zwei gleich große Teilräume
10, 12 unterteilt ist. Das obere Filterblatt 2 und das untere Filterblatt 4 sind beide
kreisrund und scheibenförmig gebildet und entlang ihres Umfangs 6 in bekannter Weise
durch eine umlaufende Verbindungsstelle 7 miteinander befestigt. Sowohl die umlaufende
Verbindungsstelle 7 als auch die lineare Fügestelle 8 werden in herkömmlicher Weise,
etwa durch Prägen, Kleben oder Pressen, zu einer druckwasserbeständigen Verbindung
geformt. Die in der Draufsicht halbkreisförmigen Teilräume 10, 12 nehmen unterschiedliche
Substanzen auf, z. B. Kaffeemehl unterschiedlicher Sorten zur Erzeugung eines Verschnitts.
Da die Teilräume 10, 12 nebeneinander angeordnet sind, werden sie im Prinzip gleichermaßen
mit Wasser beaufschlagt und gleichzeitig durchströmt. Der Inhalt jedes Teilraumes
10, 12 wird also separat eluiert. Das Eluat vermischt sich im Wesentlichen also erst
unterhalb des unteren Filterblatts 4 in der Brühkammer der Maschine. Damit ist gewährleistet,
dass beide Substanzen gleichmäßig eluiert werden und den gleichen Beitrag zum geschmacklichen
Ergebnis des zubereiteten Getränks liefern.
[0024] Der lineare Verlauf und die Lage der Fügestelle 8 sind nur exemplarisch zu verstehen.
Sie kann selbstverständlich zum Beispiel auch gekrümmt oder kreisförmig verlaufen,
wie in Figur 3 gezeigt.
[0025] Das Pad 1 in Figur 1 ist also aus lediglich zwei herkömmlichen Filterblättern 2,
4 gebildet. Es hat damit im Wesentlichen die erfindungsgemäße Formeigenschaft, d.
h. es ist formschlaff. Die Fügestelle 8 verleiht dem Pad 1 eine zusätzliche Weichheit,
indem es entlang der Fügestelle 8 geknickt werden kann. Ein weiterer Grund für einen
gekrümmten Verlauf einer Fügestelle 8 kann daher die Vermeidung der Knickmöglichkeit
des Pad 1 darstellen.
[0026] Die Erfindung bietet nicht nur die Möglichkeit, einen Aufnahmeraum in zwei nebeneinander
angeordnete Teilräume zu unterteilen, sondern auch in solche, die übereinander angeordnet
sind. Eine derartige Ausführungsform ist in Figur 2a in einer Draufsicht und in Figur
2b in einer Schnittansicht dargestellt. Das Pad 20 ist aus drei im Wesentlichen herkömmlichen,
kreisförmigen Filterblättern 22, 24, 26 gebildet, von denen das obere Filterblatt
22 und das untere Filterblatt 26 in bekannter Weise einen Aufnahmeraum 28 einschließen.
Das mittlere Filterblatt 24 unterteilt den Aufnahmeraum 28 durch eine lineare Fügestelle
38 in die nebeneinander angeordneten Teilräume 30 und 32 einerseits sowie in den beide
überspannenden Teilraum 34. Es sind also die beiden Teilräume 30 und 32 in der gleichen
Weise angeordnet, wie die Teilräume 10 und 12 in Figur 1. Dagegen befindet sich der
Teilraum 34 darüber bzw. in Durchströmungsrichtung A des Pads 20 davor. Die drei Filterblätter
22, 24, 26 sind in herkömmlicher Weise entlang ihres Umfangs 36 miteinander verbunden,
so dass die in ihnen enthaltenen Partikel nicht austreten können.
[0027] Wird nun das Pad 20 bestimmungsgemäß mit Heißwasser beaufschlagt, so werden zwar
die Teilräume 30, 32 weiterhin mehr oder weniger gleichzeitig durchströmt. In der
Strömungsrichtung A von oben nach unten durchströmt das Wasser jetzt jedoch zuerst
den Teilraum 34, eluiert bzw. löst die darin enthaltenen Substanzen und strömt erst
anschließend durch die Teilräume 30, 32. Dadurch ergibt sich also eine Durchströmungsreihenfolge,
wonach zuerst der Teilraum 34 und erst anschließend die Teilräume 30 und 32 durchströmt
werden. Dies bedeutet auch, dass die Teilräume 30, 32 nicht von Frischwasser erreicht
werden, sondern von Eluat, das sich bereits in dem Teilraum 34 gebildet hat. Dadurch
kann sich bei der anschließenden Durchströmung der Teilräume 30, 32 ein anderes Eluier-
bzw. Lösungsverhalten ergeben, als wenn diese Teilräume 30, 32 durch Frischwasser
beaufschlagt würden. Jedenfalls findet eine Durchmischung des Eluats aus den Teilräumen
34 und 30 bzw. 32 bereits oberhalb des unteren Filterblatts 26 statt - dies im Gegensatz
zum Pad 1 gemäß Figur 1.
[0028] Auch in diesem Ausführungsbeispiel ist insbesondere die Anordnung des mittleren Filterblatts
24 exemplarisch zu verstehen. So kann die Fügestelle 38 das mittlere Filterblatt 24
selbstverständlich auch mit dem oberen Filterblatt 22 verbinden oder vollkommen entfallen.
In diesem Fall ergäbe sich eine Anordnung von lediglich zwei übereinander bzw. in
Strömungsrichtung A hintereinander angeordneten Teilräumen. Das mittlere Filterblatt
24 muss auch nicht zwingend am gemeinsamen Umfang 36 mit dem oberen Filterblatt 22
und dem unteren Filterblatt 26 verbunden sein. Vielmehr kann es auch einen kleineren
Durchmesser als diese aufweisen und nur am oberen Filterblatt 22 oder am unteren Filterblatt
26 befestigt sein. Ein Kriterium für eine derartige Ausgestaltung kann in der Anforderung
bestehen, auch bei übereinander angeordneten Teilräumen einen davon wenigstens teilweise
mit Frischwasser zu beaufschlagen.
[0029] Das Pad 40 gemäß Figur 3 stellt eine der vielen alternativen Ausführungsformen zum
Pad 1 dar. Es weist drei Fügestellen 42, 44, 46 auf, die als konzentrische Kreise
um den geometrischen Mittelpunkt M des kreisförmigen Pads 40 angeordnet sind. Sie
unterteilen das Pad 40 in zwei Teilräume 50, 52. Der gekrümmte Verlauf der Fügestellen
42, 44, 46 führt dazu, dass das Pad 40 trotz der relativ großen Anzahl an Fügestellen
nicht an Stabilität verliert, insbesondere nicht ohne weiteres abgeknicken kann.
[0030] Die Fügestellen 42, 46 sind durchgehend ausgebildet, sie verbinden also die Filterblätter
41 entlang ihrer gesamten Länge miteinander. Dagegen hat die Fügestelle 44 einen unterbrochenen
Verlauf: auf Verbindungsstellen 54, an denen die beiden Filterblätter fest miteinander
verbunden sind, folgen Unterbrechungen 56. Der Teilraum 50 setzt sich dadurch aus
zwei Ringräumen 58, 59 zusammen, die über die Unterbrechungen 56 miteinander verbunden
sind. Der Teilraum 52 ist also von seinem benachbarten Teilraum 50 vollständig getrennt.
Zwischen den Ringräumen 58, 59 kann aber ein begrenzter Austausch von Wasser und/oder
Partikeln stattfinden. Er verleiht dem Pad 40 im Bereich des Teilraums 50 eine bessere
Querdurchströmbarkeit. Bei partiell schlechterer oder verhinderter Durchströmung des
Pads 40 in Durchströmungsrichtung kann sich das Wasser bzw. Eluat über die Unterbrechung
56 einen alternativen Weg suchen, so dass es nicht zum Aufbau eines unerwünschten
Überdrucks kommen kann.
[0031] Ein ganz anderes Prinzip der Erzeugung von Teilräumen in einem Aufnahmeraum eines
Pads stellt Figur 4 dar. Das Pad 60 besteht in bekannter Weise aus einem oberen Filterblatt
62 und einem unteren Filterblatt 64, die entlang ihres Umfangs 66 miteinander verbunden
sind, so dass sie einen Aufnahmeraum 68 einschließen. Der Aufnahmeraum 68 ist mit
unterschiedlichen Substraten 70, 72 gefüllt. Die Gestalt der Substrate 70, 72 unterscheiden
sich ganz wesentlich voneinander: Das Substrat 70 hat eine mehr oder weniger regelmäßige
kugelige Form, deren Durchmesser wesentlich größer ist als der des Substrats 72. Die
kugeligen Partikel 70 füllen den Aufnahmeraum 68 des Pads 60 vollständig aus. Auch
bei dichtest möglicher Lagerung verbleiben zwischen den Kugeln 70 ungefüllte Bereiche,
die Zwischenräume 74 des Aufnahmeraums 68 bilden. In diesen Zwischenräumen 74 kann
das Substrat 72 mit seinen wesentlich feineren Partikeln aufgenommen werden. Es ergibt
sich damit eine feine Verteilung von Zwischenräumen 74 innerhalb des Aufnahmeraums
68, die sowohl nebeneinander als auch übereinander angeordnet sind. Auf diese Weise
lassen sich eine Vielzahl von Zwischenräumen 74 innerhalb des Aufnahmeraums 68 ausbilden.
[0032] Die Substrate 70, 72 unterscheiden sich nicht nur hinsichtlich ihrer Größe, sondern
auch hinsichtlich ihres Auflösungsverhaltens. Das kann physikalisch-chemische Gründe
haben oder sich einfach aus der unterschiedlichen Größe der Partikel 70, 72 ergeben.
Jedenfalls lösen sich die feineren Partikel 72 schneller, so dass bei einer Beaufschlagung
des Pads 60 mit Wasser sie zuerst gelöst bzw. eluiert werden und in den Auslauf der
Getränkemaschine gelangen. Gleichzeitig, aber im Ergebnis langsamer, setzt auch die
Lösung bzw. Eluierung der größeren Partikel 70 ein. Deren Inhaltsstoffe werden aber
erst später in das Heißwasser abgegeben. Auf diese Weise kann also eine Reihenfolge
der Auflösung bzw. Eluierung der Substrate 70, 72 innerhalb des Pads 60 geschaffen
werden.
[0033] Die langsamere Auflösung der größeren Partikel 70 hat aber auch den Zweck, dass die
Zwischenräume 74 innerhalb des Aufnahmeraums 68 zumindest so lange aufrecht erhalten
werden, bis sich die feineren Partikel 72 vollständig gelöst haben bzw. eluiert sind.
Die feine Verteilung der Zwischenräume 74 ist dafür erforderlich, dass die feineren
Partikel während ihres Eluierungs- bzw. Auflöseprozesses unter Wasserzutritt nicht
miteinander verklumpen. Sie können beispielsweise Kaffeeweißer, Kakao oder andere
Aromastoffe darstellen. Die großen Partikel 70 dagegen können entweder, wie oben beschrieben,
ihrerseits an der Bildung des Kaffeegetränks durch ihre Lösung bzw. Eluation beitragen,
indem sie z. B. aus Partikeln gerösteten Kaffees bestehen. Bei den Partikeln 70 kann
es sich jedoch auch um solche handeln, die lediglich der Bildung von Zwischenräumen
74 innerhalb des Aufnahmeraums 68 dienen. Sie sind dann unlöslich ausgebildet.
[0034] Diese Art der Erzeugung von Zwischenräumen 74 bietet auch die Möglichkeit, die Zwischenräume
74 hinsichtlich ihrer Größe eindeutig zu bestimmen. Denn je größer der Durchmesser
der kugeligen Partikel 70, um so größer ist der dazwischen verbleibende Raum bzw.
sind die Zwischenräume 74, und umso geringer ist deren Anzahl. Das Gesamtvolumen der
Zwischenräume 74 lässt sich umgekehrt dadurch verringern bzw. die Anzahl der Teilräume
vergrößern und ihr jeweiliges Volumen verkleinern, indem der Durchmesser der Partikel
70 kleiner gewählt wird. Schließlich sind die Partikel 70 nicht auf eine kugelige
Form beschränkt, sondern können jede regelmäßige oder unregelmäßige Form annehmen
- mit den jeweiligen Konsequenzen für die Ausbildung der Zwischenräume 74.
[0035] Da es sich bei den vorhergehenden, detailliert beschriebenen Pads um Ausführungsbeispiele
handelt, können sie in üblicher Weise vom Fachmann in einem weiten Umfang modifiziert
werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Insbesondere können die Pads
auch andere Umfangsformen als die kreisförmigen aufweisen. Weiterhin schließt die
Verwendung der unbestimmten Artikel "ein" bzw. "eine" nicht aus, dass die betreffenden
Merkmale auch mehrfach vorhanden sein können.
[0036] Bezugszeichenliste
- 1 -
- Pad
- 2 -
- oberes Filterblatt
- 4 -
- unteres Filterblatt
- 5 -
- Aufnahmeraum
- 6 -
- Umfang
- 7 -
- Verbindungsstelle
- 8 -
- Fügestelle
- 10 -
- Teilraum
- 12 -
- Teilraum
- 20 -
- Pad
- 22 -
- oberes Filterblatt
- 24 -
- mittleres Filterblatt
- 26 -
- unteres Filterblatt
- 28 -
- Aufnahmeraum
- 30 -
- Teilraum
- 32 -
- Teilraum
- 34 -
- Teilraum
- 36 -
- Umfang
- 38 -
- Fügestelle
- 40 -
- Pad
- 41 -
- Filterblatt
- 42 -
- Fügestelle
- 44 -
- unterbrochene Fügestelle
- 46 -
- Fügestelle
- 50 -
- Teilraum
- 52 -
- Teilraum
- 54 -
- Verbindungsstelle
- 56 -
- Unterbrechung
- 58 -
- Ringraum
- 59 -
- Ringraum
- 60 -
- Pad
- 62 -
- oberes Filterblatt
- 64 -
- unteres Filterblatt
- 66 -
- Umfang
- 68 -
- Aufnahmeraum
- 70 -
- Substrat
- 72 -
- Substrat
- 74 -
- Zwischenraum
- A -
- Durchströmungsrichtung
- M -
- Mittelpunkt des Pads 40
1. Filterpad für die Zubereitung eines Heißgetränks in einer Padmaschine, das ein oberes
Filterblatt (2; 22; 41; 62) und ein unteres Filterblatt (4; 26; 41; 64) und einen
dazwischen liegenden Aufnahmeraum (5; 28; 50; 52; 68) zur Aufnahme von auslaugbaren
und/oder zumindest teilweise lösbaren Substanzen (70;72) umfasst, der in Teilräume
(10; 12; 30; 32; 34; 50; 52; 74) unterteilt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterpad (1; 20; 40; 60) formschlaff ist.
2. Filterpad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilräume (30, 32; 34; 74) bezüglich einer Erstreckungsebene des Filterpads (22;
40; 60) übereinander angeordnet sind.
3. Filterpad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterpad (20) mindestens drei Filterlagen (22; 24; 26) umfasst, die lediglich
an ihren Rändern (36) miteinander verbunden sind.
4. Filterpad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilräume (10; 12; 30; 32; 50; 52; 74) gegenüber einer Erstreckungsebene des
Filterpads (1; 20; 40; 60) nebeneinander angeordnet sind.
5. Filterpad nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilräume (10; 12; 30; 32; 50; 52) ausschließlich durch zumindest eine Fügestelle
(8; 38; 44; 46) zwischen der oberen (2; 24; 41) und der unteren (4; 26; 41) Filterlage
gebildet sind.
6. Filterpad nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Fügestelle (44) einen unterbrochenen Verlauf aufweist.
7. Filterpad nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilräume durch mindestens eine Teilungswand gebildet sind.
8. Filterpad nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilungswand aus einem dem oberen und/oder unteren Filterblatt vergleichbaren
Material besteht.
9. Filterpad nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilungswand durch Fügestellen (8; 38; 44; 46) an dem oberen und/oder unteren
Filterblatt angeschlossen ist.
10. Filterpad nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Fügestellen durch Pressen, Kleben und/oder Verformen gebildet sind.
11. Filterpad nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Raum (68) innerhalb des Pads mit Partikel (70; 72) mit stark unterschiedlicher
räumlicher Ausdehnung gefüllt ist.
12. Filterpad nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel (70; 72) unterschiedlicher Größe außerdem ein unterschiedliches Auflösungsverhalten
aufweisen.
13. Filterpad nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass sich die größeren Partikel (70) langsamer auflösen als die kleineren (72).
14. Filterpad nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass größere Partikel (70) aus geröstetem Kaffee und kleinere (72) aus Zusatz- und/oder
Aromastoffen bestehen.
15. Filterpad nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die größeren Partikel (70) eine regelmäßige geometrische Form, insbesondere Kugelform,
aufweisen.
16. Filterpad nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Kugeln etwa der Dicke des Pads entspricht.