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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Getränkeautomaten aufweisend
- – ein Strömungsleitungssystem für Fluide mit mindestens einem Wasser enthaltenden Wasserbehälter oder Wasseranschluss;
- – einer Pumpe zum Fördern des Wassers durch das Strömungsleitungssystem;
- – einen Heizkörper zum Erhitzen des Wassers;
einer Ventilanordnung und
wenigstens einer Entnahmeeinrichtung,
- – eine Bedien- und Steuereinrichtung zum Aktivieren und Deaktivieren der Pumpe, des Heizkörpers und der Ventilanordnung zur Zubereitung von Aufgussgetränken oder zur Durchführung eines Pflegeablaufs;
wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
- – Aktivieren der Pumpe zum Fördern einer vorbestimmten Menge an mit Pflegezusatz versetztem Wasser in das Strömungsleitungssystem und im Strömungsleitungssystem verbundenen Komponenten, wobei die vorbestimmte Menge so bemessen ist, dass die zu pflegenden Bereiche und Komponenten im Strömungsleitungssystem vollständig befüllt sind;
- – Deaktivieren der Pumpe zur Bereitstellung einer vorbestimmten Verweildauer der Pflegelösung in den genannten Bereichen und Komponenten des Strömungsleitungssystems.
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Wasser weist regional sehr unterschiedliche chemische Zusammensetzungen auf. Dabei stellen insbesondere Calciumcarbonat und dessen chemische Verbindungen ein besonderes Problem dar, weil sich dieser gemeinhin als „Kalk“ bezeichnete Stoff in Wasser führenden Leitungen und Aggregaten absetzt und diese über einen längeren Zeitraum betrachtet, entweder außer Betrieb setzt oder eine ungehinderte Fluidströmung zumindest in entscheidendem Maße behindert. Je nach Kalkgehalt des Wassers wird dieses in verschiedene Härtegrade unterteilt. So unterscheidet man eher weiches Wasser, das einen geringen Kalkanteil aufweist, von hartem Wasser, mit einem hohen Kalkgehalt. Diese Härtegrade des Wassers bestimmen beispielsweise auch die benötigte Waschmittelmenge beim Waschen von Wäsche oder die Häufigkeit, mit der Wasser verarbeitende oder Wasser führende Leitungen oder Armaturen entkalkt werden müssen. Bekannt und bereits im Einsatz sind hierfür Entkalkungsmittel, die auf Grund einer chemischen Reaktion in der Lage sind, den Kalk zu lösen. Dieser Vorgang muss in Abhängigkeit von der bereits erwähnten Wasserhärte mehr oder weniger regelmäßig durchgeführt werden. Das Problem der Entkalkung stellt sich allerdings nicht nur bei Wasser, sondern generell bei Fluiden, also auch bei gasförmigen Stoffen auf Wasserbasis. Somit können Dampf führende Leitungen ebenso betroffen sein, wie Flüssigkeitsleitungen.
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Aus der
EP 2 265 158 B1 ist ein Verfahren zur Entkalkung eines Strömungsleitungssystems für Fluide am Beispiel eines Getränkeautomaten bekannt, bei dem ein über einen Wassereinlass mit Wasser beaufschlagbarer Vorratsbehälter vorhanden ist, in dem sich ein wasserlösliches Entkalkungsmittel befindet. Ein Gemischauslass des Vorratsbehälters sorgt dafür, dass das gelöste Entkalkungsmittel in das Strömungsleitungssystem abgeführt wird und dort seine gewünschte Wirkung erzielt. Hierbei wird das Prinzip der Durchlaufströmung genutzt. Dies bedeutet, das Wasser durchläuft vom Wassereinlass zum Gemischauslass die eingebrachte Dosis Entkalkungsmittel, löst dieses und wird als Entkalkungsgemisch am Gemischauslass. Zur Bereitstellung der optimalen Wirkung der Entkalkungslösung wird das Wasser auf eine Temperatur zwischen 55 und 60 °C erwärmt, da bei dieser Temperatur die Einwirkung in die Kalkbeläge besonders intensiv ist.
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Nachteilig ist es bei den bekannten teilautomatisierten Entkalkungsverfahren, dass im Bereitschaftsmodus oder zu Betriebsbeginn der Heizkörper bereits zur Bereitstellung von Brühwasser stark aufgeheizt ist und ein nun eingeleiteter Entkalkungsablauf aufgrund der zu hohen Heizkörpertemperatur nicht möglich ist. Der Benutzer wird dann zum Warten aufgefordert, um das Abkühlen des Heizkörpers auf die geeignete Entkalkungstemperatur zu erreichen. Erst danach wird der Entkalkungsablauf automatisch gestartet oder unter Zuhilfenahme von Benutzereingaben und Benutzerhandlungen. Diese Wartezeiten werden häufig als unangenehm empfunden, weil sie in der Regel dann auftreten, wenn das Gerät sich im Betriebsmodus befindet und der Benutzer einen Getränkebezug anfordern möchte.
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Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zu Grunde, den Entkalkungsablauf hinsichtlich des zeitlichen Verhaltens zu optimieren.
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Erfindungsgemäß wird unter anderem diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Ein mit der Erfindung erreichbarer Vorteil besteht darin, dass die Verfügbarkeit hinsichtlich der Getränkezubereitung erhöht ist. Die Pflegezeiten, wie Entkalkungszeiten werden auf einen akzeptablen Wert reduziert bzw. es wird eine vordefinierte Dauer für den Pflegeablauf des Strömungsleitungssystems zuverlässig eingehalten. Unterschiedliche Durchführungszeiten für den automatischen oder teilautomatisierten Pflegeablauf werden vom Benutzer als lästig oder bedrohlich empfunden, da er einen Gerätedefekt vermutet oder einfach die Verlässlichkeit vermisst.
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Hierzu wird zu Beginn des Pflegeablaufs vor dem Aktivieren der Pumpe die Temperatur des Heizkörpers erfasst und in Abhängigkeit der erfassten Temperatur des Heizkörpers die Pumpe zum Einleiten der Pflegelösung in das Strömungsleitungssystem aktiviert. Das ist sehr einfach möglich, da das ohnehin vorhandene Erfassungsmittel zur Erfassung der Heizkörpertemperatur bzw. Wassertemperatur am oder in Strömungsrichtung hinter dem Heizkörper zu dieser Temperaturerfassung zu Beginn des Pflegeablaufs genutzt wird.
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In einer bevorzugten Ausführung wird vor dem Schritt des Einleitens der Pflegelösung in einem weiteren Schritt die Pumpe eine vorbestimmte Zeit aktiviert, um kaltes Wasser aus dem Wasserbehälter oder dem Wasseranschluss dem Heizkörper zuzuführen, um diesen abzukühlen. Auch zu dieser schnellen Abkühlung des vorgeheizten Heizkörpers sind keinerlei zusätzliche Bauteile notwendig, da diese Maßnahme durch Programmierung der Steuereinrichtung bereitgestellt wird.
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In einer bevorzugten Weiterbildung wird der weitere Schritt nur dann durchgeführt, wenn die erfasste Temperatur des Heizkörpers einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet, wobei der Grenzwert so bemessen ist, dass die Temperatur der durch den Heizkörper erhitzten Pflegelösung einen vorgegebenen Temperaturwert nicht überschreitet.
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Dabei ist es zweckmäßig, dass der vorgegebene Temperaturwert für die Pflegelösung im Bereich von 55 °C bis 65 °C, vorzugsweise 60°C, beträgt. Das bedeutet, bei einem Sollwert der Pflegelösungstemperatur von 60 °C wird die Pumpe zum Abkühlen des Heizkörpers erst aktiviert, wenn der Heizkörper eine Temperatur aufweist, die die Pflegelösung auf 65 °C oder mehr aufheizen würde. Wenn der Heizkörper nur noch so viel Restwärme aufweist, dass die Pflegelösung, vorzugsweise mit Entkalkungsmittel versetztes Wasser (Entkalkungslösung) eine Temperatur von unter 65 °C erreichen würde, dann wird der Pflegeablauf mit dem Einleiten der Pflegelösung unmittelbar gestartet, also ohne vorheriges Abkühlen durch Frischwasser.
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In einer insgesamt zweckmäßigen Ausführung ist die Zeit für den weiteren Schritt zum Abkühlen des Heizkörpers im Bereich von 10 Sekunden bis 60 Sekunden eingestellt oder bemessen. Mit dieser Abkühlzeit wird einerseits eine hinreichende Abkühlung des Heizkörpers erreicht, wenn er für den Pflegeablauf zu heiß ist und andererseits fällt diese Zeit kaum in Gewicht, bezogen auf die Gesamtdauer des Pflegeablaufs, die einen Wert im Bereich von 15 Minuten bis 25 Minuten aufweist.
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In einer insgesamt zweckmäßigen Ausführung weist das Verfahren einen zusätzlichen Erfassungsschritt zum Erfassen des Vorhandenseins eines Abtropfbehälters oder das Vorhandensein eines vorbestimmten Leervolumens in einem Abtropfbehälter und dass der weitere Schritt nur dann durchgeführt wird, wenn der zusätzliche Abtropfbehälter betriebsgemäß erkannt wird oder ein vorbestimmtes Leervolumen in dem Abtropfbehälter vorhanden ist, wobei das dem Heizkörper zugeführte Wasser zum Abkühlen als aufgebrauchtes Kühlwasser in den Abtropfbehälter abgelassen wird. Damit wird sichergestellt, dass das Kühlwasser geräteseitig sicher aufgefangen wird und nicht unkontrolliert aus dem Gerät heraustritt.
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Die Erfindung betrifft ferner einen Getränkeautomaten, aufweisend
- – ein Strömungsleitungssystem für Fluide mit mindestens einem Wasserbehälter zur Bevorratung von Wasser oder Wasseranschluss;
- – einer Pumpe zum Fördern des Wassers durch das Strömungsleitungssystem;
- – einen Heizkörper zum Erhitzen des Wassers;
einer Ventilanordnung und
wenigstens einer Entnahmeeinrichtung,
- – eine Bedienvorrichtung;
- – eine Steuereinrichtung zum Aktivieren und Deaktivieren der Pumpe, des Heizkörpers und der Ventilanordnung zur Zubereitung von Aufgussgetränken oder zur Durchführung eines Pflegeablaufs gemäß dem Verfahren wie vorstehend genannt.
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Für die Sicherstellung des geräteseitigen Auffangens des Kühlwassers umfasst der Getränkebereiter einen Abtropfbehälter und eine Erfassungsvorrichtung zum Erfassen des Vorhandenseins eines Abtropfbehälters oder das Vorhandensein eines vorbestimmten Leervolumens in einem Abtropfbehälter, wobei die Erfassungsvorrichtung mit der Steuereinrichtung informationstechnisch verbunden ist, wobei die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, die Pumpe und die Ventilanordnung gemäß dem besagten Verfahren mit dem zusätzlichen Erfassungsschritt zum Erfassen des Vorhandenseins eines Abtropfbehälters oder das Vorhandensein eines vorbestimmten Leervolumens in einem Abtropfbehälter und dass der weitere Schritt nur dann durchgeführt wird, wenn der zusätzliche Abtropfbehälter betriebsgemäß erkannt wird oder ein vorbestimmtes Leervolumen in dem Abtropfbehälter vorhanden ist, wobei das dem Heizkörper zugeführte Wasser zum Abkühlen als aufgebrauchtes Kühlwasser in den Abtropfbehälter abgelassen wird.
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In einer insgesamt vorteilhaften Ausführung umfasst der Getränkeautomat gekennzeichnet eine Pflegevorrichtung oder Entkalkungsvorrichtung mit einem Vorratsbehälter zur Bevorratung eines Pflegemittels wie Entkalkungslösung oder Konzentrat, das für eine Mehrzahl von Pflegeabläufen vorgesehen ist, wobei die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, die Pumpe, die Ventilanordnung und den Heizkörper zu aktivieren und zu deaktivieren, den Pflegeablauf mit dem Kühlablauf gemäß dem Verfahren wie oben ausgeführt automatisch oder selbständig durchzuführen.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen rein schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigen
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1: einen Getränkebereiter bzw. Kaffeevollautomaten;
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2: eine bevorzugte Ausführung des Strömungsleitungssystems in einer schematischen Ansicht und
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3: in einem Diagramm das Verhalten der Temperatur des Heizkörpers über die Zeit.
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Die 1 zeigt am Beispiel eines als Standgerät ausgebildeten Getränkeautomaten 1 die Möglichkeit, der Unterbringung des Strömungsleitungssystems 2 und Vorratsbehälter 6 zur Bevorratung eines Reinigungsmittels in einem derartigen Getränkeautomaten 1. In der gezeigten Ausführung ist seitlich im Gehäuse 15 des Getränkeautomaten 1 ein Seitenfach 31 vorhanden, dass dem Einsetzen beziehungsweise dem Auswechseln des Vorratsbehälters 6 dient, der im Geräteinneren, hinter diesem Seitenfach 30 angeordnet ist. Im Frontbereich des Getränkeautomaten 1 verfügt dieser über einen Vorbau 1a, in dem sichtgeschützt mehrere Entnahmeeinrichtungen 21, 22 untergebracht sind. Bei der Entnahmeeinrichtung 22 handelt es sich im vorliegenden Fall um eine Dampfdüse zur Abgabe heißen Wasserdampfes oder heißem Wasser, beispielsweise zur Verdünnung eines fertigen Kaffees oder zur Zubereitung eines Teegetränks. Die Entnahmeeinrichtung 21 stellt eine Ausgabeleitung oder Ausgabedüse zur Abgabe von Kaffeegetränken dar. Eine Brüheinheit mit einer Brühkammer 3 im Inneren des Gerätes 1 dient zur Zubereitung des Getränkes, wobei in die Brühkammer 3 das Kaffeepulver eingebracht und anschließend mit heißem Wasser durchflutet wird, sodass zur Ausgabeleitung und durch die Ausgabedüse 21 das fertige Kaffeegetränk ausgegeben wird. Bei dieser Ausführung sind die Ausgabedüsen 21, 22 in der Höhe verschiebbar angeordnet, so dass sie der Höhe eines auf der Abstellfläche 33 abgestellten Trinkgefäßes angepasst werden kann, ohne dass bei der Abgabe des Getränkes ein Verspritzen erfolgt. Den oberen Abschluss der Abstellfläche 33 bildet ein Abtropfblech 32, das mit Öffnungen und Schlitzen versehen ist, um Flüssigkeitsreste in einen hierfür unterhalb des Abtropfbleches 32 vorhandenen Auffangbehälter abzuführen. Das Gerät 1 umfasst gem. 1 und 2 ferner eine Steuereinrichtung 18, die dazu eingerichtet ist, die einzelnen Funktionsbaugruppen, wie Pumpen 20, Ventile und Heizeinrichtung 9 und Mahlwerk 30, soweit vorhanden, zu steuern, wie es für die Zubereitung des jeweils ausgewählten Getränkes notwendig ist. Die Steuereinrichtung 18 ist in dieser Ausführung ferner dazu eingerichtet, die Ventile V1, V2 des Strömungsleitungssystems 2 so anzusteuern, dass eine vollautomatische Entkalkung des Strömungsleitungssystems 2, insbesondere der mit Kalk oder anderen Ablagerungen beaufschlagten Leitungsabschnitte bzw. Komponenten, wie beispielsweise Flowmeter 10, Pumpe oder Ventile V3, V4, stattfindet. Die Steuereinrichtung 18 steht ferner mit einer Bedien- und Anzeigevorrichtung 18a, 18b in Verbindung, um Benutzereingaben zu ermöglichen und Informationsausgaben und Anzeigen bereitzustellen.
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2 zeigt einen vereinfachten Schaltplan eines Strömungsleitungssystems 2 innerhalb eines Getränkeautomaten 1. Von einer Wasserquelle 14, in diesem Beispiel ein Wassertank, wird das Strömungsleitungssystem 2 mit frischem Wasser versorgt. Das Strömungsleitungssystem 2 umfasst zwei Teile, wobei ein erster Teil der Zubereitung von Getränken dient und der andere Teil als Bypass 4 von diesem ersten Teil des Strömungsleitungssystems 2 abgezweigt ist. Der Bypass 4 enthält den Vorratsbehälter 6 mit dem darin enthaltenen Entkalkungsmittel 60 oder Säure, welche geeignet ist zum Einsatz in dem Strömungsleitungssystem 2, welches flüssig, pulverförmig, granulatförmig oder als wasserlöslicher Block ausgebildet ist. Als wasserlöslicher Block kommen Ausführungen als Pille/Kugel, gegebenenfalls mit einem Überzug gegen Verkleben bei Dampfeinwirkung in Frage und welche mittels der Ventile V1 und V2 aktiviert werden können, so dass dieser Leitungsabschnitt 4 eine Entkalkungsvorrichtung 5 bildet, die bei Bedarf an den wasserführenden Teil des Strömungsleitungssystems 2 angeschlossen werden kann. Zur Verbindung des Bypasses 4 mit oder zur Trennung des Bypasses 4 von dem ersten Teil des Strömungsleitungssystems 2 dient auf der Eingangsseite des Bypasses 4 das Mehrwegventil V1, und auf der Ausgangsseite, zum Leitungsabschnitt L1 das Mehrwegventil V2. Zur Erzeugung der Strömung innerhalb des Strömungsleitungssystems 2 sowie des erforderlichen Druckaufbaus dient eine Pumpe 20. Darüber hinaus weist der zur Zubereitung der Getränke genutzte Teil des Strömungsleitungssystems 2 eine Heizeinrichtung 9 zur Erwärmung des Wassers 2a sowie mehrere Entnahmeeinrichtungen 21, 22, sowie Leitungsabschnitte L1, L2, L3, L3 zur Verbindung der einzelnen Komponenten miteinander auf, wobei die Dampfdüse 22 zur Ausgabe von Dampf und zur Ausgabe von heißem Wasser und/oder die Kaffeedüse 21 zur Ausgabe des zubereiteten Kaffeegetränkes oder Teegetränkes, je nachdem, welches Pulver oder Substrat der Brühkammer zugeführt wurde, vorgesehen ist. Zur selektiven Ansteuerung der Entnahmeeinrichtungen 21, 22 dienen die Mehrwegeventile V3 und V4, die den Entnahmeeinrichtungen 21, bzw. der Brühkammer 3 in Strömungsrichtung betrachtet vorgeschaltet sind. Darüber hinaus kann das Strömungsleitungssystem 2 ein Messgerät zur Volumenstrommessung, das als Flowmeter 10 bezeichnet wird, aufweisen, das hilfreich ist, um eine genaue Menge frischen Wassers zu bestimmen, die für die Zubereitung eines Getränkes erforderlich ist. Darüber hinaus lässt sich mit einer derartigen Messeinrichtung 10 auch die Anzahl der hergestellten Getränke bestimmen.
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Eine Steuereinrichtung 18 mit einem Mikrocontroller uC und einer Speichereinrichtung M dient zur Durchführung einer Getränkezubereitung, wobei hierbei die Aktivierung der Heizeinrichtung, der Ventile V1, V2, V3 und V4 sowie der Pumpe 20, der Brühkammer 3 und bedarfsweise weiteren Komponenten, wie einem Mahlwerk 30 durch entsprechende Signalverbindungen 31 erfolgt. In 2 ist die Signalverbindung 31 zum Motor der Pumpe 20 skizziert, wobei die Ansteuerung der Pumpe 20 in einer bevorzugten derart erfolgt, dass verschiedene Förderleistungen eingestellt werden können.
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Gemäß einer weiteren Ausführung ist in der Bypassleitung 4 eine weitere Pumpe 26 eingesetzt, die zur Förderung von Frischwasser durch den Vorratsbehälter 6 oder Kartusche dient, um Entkalkungsmittel aus dem Behälter in die freigeschalteten Leitungsabschnitte des Strömungsleitungssystems 2 vorgesehen ist. Diese Pumpe 26 wird dabei von der Steuereinrichtung 18 ebenfalls so gesteuert, dass sich vorbestimmte Förderleistungen einstellen, um eine vorbestimmte Säurekonzentration bzw. Entkalkungsmittelkonzentration im Strömungsleitungssystem 2 bzw. in den einzelnen Leitungsabschnitten L1, L2, L3, L4 und den daran angeschlossenen Komponenten 10, 20, 9, V2, V3, 22, oder 10, 20, 9, V2, V4, L4, 3, 21 zu erreichen.
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Am Heizkörper 9 oder im Bereich des Heizkörpers 9 ist als Erfassungsmittel ein Temperatursensor 40 zum Erfassen der Heizkörpertemperatur angebracht. Dieser steht datentechnisch oder informationstechnisch mit der Steuereinrichtung 18, uC in Verbindung, die wiederum in Abhängigkeit der Heizkörpertemperatur den Pflegeablauf PA bzw. Entkalkungsablauf startet. Der Abtropfschale 33 ist vorzugsweise ein Sensor 41 zugeordnet, der das Vorhandensein der Schale 33 in ordnungsgemäße Position im Gerät 1 (1) sensiert. Auch dieser Sensor 41 bzw. Erfassungsmittel ist datentechnisch oder informationstechnisch mit der Steuereinrichtung 18, uC verbunden, damit diese den zur Funktion bereiten Abtropfbehälter 33 erkennt und nur in diesem Zustand den zusätzlichen Schritt K der Kühlung des Heizkörpers 9 aktiviert.
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3 zeigt in einem vereinfachten Diagramm den Pflegeablauf PA mit dem Schritt der Kühlung K im zeitlichen Verlauf. Zu Beginn zum Zeitpunkt t = 0 weist der Heizkörper eine Temperatur auf, die das Fluid auf eine Temperatur von 70 °C aufheizen würde. Nun wird unmittelbar nach der benutzerseitigen Anforderung des Pflegeablaufs zunächst die Kühlung K des Heizkörpers 9 durch Hindurchleiten von kaltem Wasser W bewirkt. Hierzu wird zunächst die Pumpe 20 eingeschaltet und die Ventile V1 und V2 so geschaltet, dass Frischwasser W für etwa 60 Sekunden (eine Minute) durch den Heizkörper gepumpt wird. Die Ventile V3, V4 der Ventilanordnung werden dabei so geschaltet, dass das aufgebrauchte Kühlwasser aus einer der Düsen 22, 21 in die Abtropfschale geleitet wird. Zu erkennen ist, dass während der Kühlphase K die Temperatur des Heizkörpers 9 absinkt, wobei sie nach etwa einer Minute einen Wert erreicht, der das nun durch den Heizkörper gepumpte Fluid um etwa 65 °C erhitzen würde. Da diese Temperatur für die Aktivität des mit Pflegesubstanz versetzten Pflegefluids ausreicht, wird nun der normale, automatisch durchgeführte Entkalkungsablauf als Pflegeablauf PA gestartet, der in diesem Beispiel 20 Minuten dauert.
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Nach insgesamt 21 Minuten ist der Entkalkungsvorgang PA einschließlich des Abkühlschritts K beendet und das Gerät 1 ist nun für eine Getränkezubereitung bereit.
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Insgesamt ist anzumerken, dass der Kühlschritt K auch bei einer manuellen Entkalkung oder teilautomatisierten Entkalkung, also mit geräteseitiger Benutzerführung, durchgeführt werden kann. Hierbei wird der Benutzer mit Hilfe der Anzeigevorrichtung 18a aufgefordert, die Abkühlzeit, die im Bereich von 10 Sekunden bis 60 Sekunden liegt, zu warten, um danach im Tank die Entkalkungslösung zuzubereiten und den Entkalkungsablauf PA durch Betätigung eines Bedienmittels 18b zu starten.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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