WO2022207156A1

WO2022207156A1 - Getränkezubereitungsvorrichtung

Info

Publication number: WO2022207156A1
Application number: PCT/EP2022/052159
Authority: WO
Inventors: Simon Müller
Original assignee: Franke Kaffeemaschinen Ag
Priority date: 2021-03-31
Filing date: 2022-01-31
Publication date: 2022-10-06
Also published as: US20240122396A1; DE102021108202A1; BR112023020052A2; JP2024512109A; KR20230164696A; CN116940268A; EP4312675A1

Abstract

Bei einer Getränkezubereitungsvorrichtung zur automatisierten Ausgabe von Heißgetränken, insbesondere Kaffeegetränken, mit einem Heißwasserbereiter, einer Brühvorrichtung, der Heißwasser von dem Heißwasserbereiter zuführbar ist, einer Wasserpumpe zum Fördern von Wasser unter Druck in Richtung der Brühvorrichtung, einer über eine Heißgetränkeleitung mit der Brühvorrichtung verbundenen Auslasseinrichtung und einer Steuerungseinrichtung, die nach Vornahme einer Getränkeauswahl eine automatisierte Zubereitung und Ausgabe des gewählten Getränks steuert ist vorgesehen, dass die Steuerungseinrichtung ausgebildet ist, den Brühdruck, mit dem das Heißwasser der Brühvorrichtung zugeführt wird, oder die Durchflussrate, mit der das Heißwasser gefördert wird, über den Zubereitungsvorgang des gewählten Getränks nach einem vorgegebenen oder vorgebbaren Profil zu variieren. Die Getränkezubereitungsvorrichtung weist zu diesem Zweck ein mechanisches Bedienelement mit einem mit der Steuerungseinrichtung verbundenen elektrischen Abnehmer auf, über welchen von einem Benutzer während eines Getränkezubereitungsvorgangs das Profil vorgegeben werden kann.

Description

Getränkezubereitungsvorrichtung

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Getränkezubereitungsvorrichtung zur au tomatisierten Ausgabe von Heißgetränken, insbesondere Kaffeegetränken, mit einem Heißwasserbereiter, einer Brühvorrichtung, der Heißwasser von dem Heißwasserbereiter zuführbar ist, einer Wasserpumpe zum Fördern von Wasser unter Druck in Richtung der Brühvorrichtung, einer über eine Heißgetränkelei tung mit der Brühvorrichtung verbundenen Auslasseinrichtung und einer Steue rungseinrichtung, die nach Vornahme einer Getränkeauswahl eine automatisier te Zubereitung und Ausgabe des gewählten Getränks steuert.

Im Stand der Technik sind Kaffeevollautomaten bekannt, die zur portionsweisen Zubereitung und Ausgabe von kaffeebasierten Getränken dienen. Die Getränke auswahl erfolgt hierbei über eine Benutzerschnittstelle. Nach Auswahl einer Ge tränkevariante wird mittels einer integrierten Brühvorrichtung entsprechend den Benutzervorgaben ein Kaffeegetränk zubereitet und an einem Getränkeauslass ausgegeben. Häufig sind neben dem genannten Heißgetränkeauslass Auslässe für weitere Getränkekomponenten wie etwa Milch, Milchschaum oder Aromazu sätze vorgesehen. Die Auslässe können hierbei zu einem fest an dem Kaffee vollautomaten angeordneten Auslasskopf gruppiert sein.

Daneben sind im Stand der Technik sogenannte Siebträgermaschinen bekannt, bei denen statt eines Auslasskopfes ein Siebträger mit einem daran angebrach ten Auslass dichtend befestigt wird. Zur Kaffeezubereitung wird der Siebträger abgenommen und mit Kaffeepulver befüllt, wieder an der Siebträgermaschine befestigt und über diese unter Druck mit Heißwasser beaufschlagt, bis eine vor gegebene Menge Heißwasser durch das im Siebträger enthaltene Kaffeesieb und den im Kaffeesieb enthaltenen Kaffeekuchen gelaufen ist. Weitere Geträn kezusätze wie etwa Milch oder Milchschaum werden dem Kaffeegetränk vom Barista manuell zugefügt. Schließlich sind auch hybride Systeme bekannt, bei denen ebenfalls ein Siebträ ger zum Einsatz kommt, dieser jedoch über eine integrierte Kaffeemühle auto matisch mit gemahlenem Kaffeepulver befüllt wird. Eine solche hybride Kaffee maschine ist beispielsweise in der WO 2010 08 58 50 A1 beschrieben.

Der Kaffee aus Siebträgermaschinen wird von vielen Kaffeeliebhabern nach wie vor als geschmacklich hochwertiger eingeschätzt, insbesondere da der Barista durch sein handwerkliches Können Einfluss auf die Zubereitung und damit letzt lich auch den Geschmack des Kaffeegetränks nehmen kann.

Kaffeevollautomaten ermöglichen hingegen auf Knopfdruck eine automatische Zubereitung und Ausgabe von Kaffeegetränken mit gleichbleibender Ge schmacksqualität.

Die vorliegende Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, eine Getränkezuberei tungsvorrichtung anzugeben, die eine automatisierte Zubereitung und Ausgabe von Heißgetränken ermöglicht, die aber dennoch eine Einflussnahme und quali tative Verbesserung einer Getränkezubereitung durch einen erfahrenen Anwen der zulässt.

Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Aus gestaltungen sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.

Bei einer Getränkezubereitungsvorrichtung der eingangs genannten Art ist erfin dungsgemäß vorgesehen, dass die Steuerungseinrichtung ausgebildet ist, den Brühdruck, mit dem das Heißwasser der Brühvorrichtung zugeführt wird, oder die Durchflussrate, mit der das Heißwasser gefördert wird, über den Zuberei tungsvorgang des gewählten Getränks nach einem vorgegebenen oder vorgeb- baren Profil zu variieren und wobei die Getränkezubereitungsvorrichtung ein mechanisches Bedienelement mit einem mit der Steuerungseinrichtung verbun denen elektrischen Abnehmer aufweist, um das Profil vorzugeben.

Ein Grundgedanke der vorliegenden Anmeldung besteht darin, den Brühdruck oder die Durchflussrate mithilfe der Steuerungseinrichtung nicht einfach über den Zubereitungsvorgang konstant zu halten, sondern nach einem Profil im zeit lichen Verlauf zu variieren, wobei das Profil von einem Benutzer vorgegeben werden kann, und zwar entweder für einen konkreten Zubereitungsvorgang, oder für zukünftige Zubereitungsvorgänge desselben Getränketyps abgespei chert werden kann. Zu diesem Zweck besitzt die Getränkezubereitungsvorrich tung ein mechanisches Bedienelement mit einem elektrischen Abnehmer, der mit der Steuerungseinrichtung verbunden ist. Der Benutzer kann somit mithilfe des Bedienelements den gewünschten Brühparameter, also den Brühdruck oder die Durchflussrate, im zeitlichen Verlauf verändern und somit ein ganz individu elles Profil für die Zubereitung eines konkreten Getränks oder Getränketyps vor geben.

Die Wasserpumpe befindet sich bevorzugt stromaufwärts des Heißwasserberei ters und damit im Kaltwasserzustrom des Heißwasserbereiters. Selbstverständ lich wäre es mit einer für Heißwasser geeigneten Pumpe auch möglich, diese zwischen Heißwasserbereiter und Brühvorrichtung anzuordnen. Als Heißwasser bereiter kann in an sich bekannter Weise wahlweise ein Boiler oder ein Durch lauferhitzer eingesetzt werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Variation des Brühdrucks über eine Regelung der Drehzahl bzw. der Leistung der Wasserpumpe. Somit kann über das Bedienelement während eines Zubereitungsvorgangs die Pum pendrehzahl erhöht oder verringert werden, sodass Wasser mit erhöhtem oder erniedrigtem Druck zur Brühvorrichtung gefördert wird.

Alternativ oder kumulativ kann in Durchflussrichtung hinter der Brühvorrichtung ein regelbares Gegendruckventil angeordnet sein. Hierbei ist es möglich, die Variation des Brühdrucks oder der Durchflussrate über eine Verstellung einer Ventilöffnung des Gegendruckventils zu bewirken. Somit kann über das Be dienelement während eines Zubereitungsvorgangs die Ventilöffnung des Gegen druckventils vergrößert oder verkleinert werden, sodass ein höherer oder niedri gerer Gegendruck am Gegendruckelement entsteht.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform besitzt die Getränkezubereitungsvor richtung eine vor oder hinter der Brühvorrichtung angeordnete Messeinrichtung zur Bestimmung eines Volumenstroms des Brühwassers oder einer Menge des bereits durchgeleiteten oder des noch durchzuleitenden Brühwassers, sowie ein in Durchflussrichtung hinter der Brühvorrichtung angeordnetes, regelbares Ge- gendruckventil. Hierbei ist die Steuerungseinrichtung ausgebildet, den Brüh druck, mit dem das Heißwasser der Brühvorrichtung zugeführt wird, nach einem über das Bedienelement vorgegebenen Druckprofil zu variieren und in Abhän gigkeit von Messwerten der Messvorrichtung während des Brühvorgangs die Durchflussrate des Brühwassers über das Gegendruckventil derart zu regeln, dass während des Zubereitungsvorgangs unabhängig von dem über das Be dienelement vorgegebenen Druckprofil eine für das gewählte Getränk vorgege bene Gesamtmenge an Brühwasser in einer vorgegebenen Gesamtdurchfluss zeit durchgeleitet wird.

Mit anderen Worten wird über das Bedienelement der Brühdruck im zeitlichen Verlauf variiert, während eine Durchflussregelung unter Verwendung des Ge gendruckventils bestrebt ist, die Durchflussrate stets so anzupassen, dass eine im Wesentlichen konstante Gesamtdurchlaufzeit für die vorgegebene Gesamt wassermenge erreicht wird.

Die Veränderung des Brühdrucks erfolgt zweckmäßigerweise über eine Ansteue rung der Pumpe. Somit können sowohl ein Profil für den Brühdruck als auch ei ne Gesamtdurchflusszeit vorgegeben werden. Brühzeit und Brühdruck erweisen sich als die wichtigsten Parameter zur Beeinflussung des Geschmacks des Kaf feegetränks, sodass der Barista weitreichende Möglichkeiten erhält, mit seinem handwerklichen Können und seiner Erfahrung in der Kaffeezubereitung, Einfluss auf die Getränkequalität zu nehmen.

Zweckmäßigerweise ist das Gegendruckventil als motorisch betriebenes Nadel ventil ausgebildet und die Steuerung öffnet und schließt das Nadelventil durch Ansteuerung eines Antriebsmotors. Durch ein Nadelventil lässt sich eine beson ders feine Regelung der Durchflussrate bewirken, sodass über eine Feedbackre gelung die Durchflussrate sehr präzise eingestellt werden kann.

Als Messeinrichtung kommt bevorzugt ein Durchflusssensor zum Einsatz, der in Strömungsrichtung vor der Wasserpumpe oder zwischen Wasserpumpe und Brühvorrichtung angeordnet ist, und sich somit vorteilhafterweise im Kaltwasser strom befindet. Einerseits erfolgt somit keine Abkühlung des Heißwassers durch den Durchflusssensor, der zu Beginn eines Produktbezugs erst aufgewärmt wer- den müsste. Darüber hinaus verringert der Einsatz im Kaltwasser den Ver schleiß am Durchflusssensor gegenüber einem Einsatz im Heißwasserstrom.

Zweckmäßigerweise ist die Steuerung ausgebildet, kontinuierlich oder zumin dest mehrmals aus gemessenen Volumenstromwerten die Menge des bereits durchgeleiteten oder des noch durchzuleitenden Brühwassers zu ermitteln und, je nachdem, wie viel Brühwasser zur Erreichung der vorgegebenen Gesamtmen ge in der verbleibenden Zeitspanne bis zum Erreichen der vorgegebenen ge samten Durchflusszeit noch durch die Brühvorrichtung geleitet werden muss, das Gegendruckventil weiter zu öffnen oder weiter zu schließen, um den Volu menstrom zu erhöhen bzw. zu verringern.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das mechanische Bedienelement als Bedienhebel ausgebildet, der aus einer Neutralstellung in eine erste Richtung ausgelegt werden kann, um den Druck oder die Durchflussrate zu erhöhen, und in eine zweite Richtung, um den Druck oder die Durchflussrate zu reduzieren.

Ein derartiger Bedienhebel ermöglicht eine besonders intuitive Bedienung. Bei spielsweise kann der Bedienhebel nach oben oder vorne verschwenkt werden, um den Brühdruck oder die Durchflussrate zu erhöhen und nach unten oder hin ten, um sie zu verringern. Wird der Bedienhebel an der oder benachbart zur der Auslasseinrichtung angeordnet, ergibt sich eine besonders ergonomische und intuitive Bedienbarkeit.

Hierbei ist besonders vorteilhaft, wenn die Getränkezubereitungsvorrichtung ausgebildet ist, bei Betätigung des Bedienelements ein optisches, akustisches oder haptisches Bestätigungssignal auszugeben. Beispielsweise können der Druck oder die Durchflussrate in Form eines auf einem grafischen Display ange zeigten Balkens oder Dreiecks dargestellt werden, welcher/welches je nach Stellung des Bedienhebels größer oder kleiner dargestellt wird. Ein haptisches Bestätigungssignal kann beispielsweise direkt auf den Bedienhebel ausgegeben werden, beispielsweise in Form einer Rastung oder eines mit Auslenkung des Bedienhebels kontinuierlich zunehmenden Betätigungswiderstands bzw. einer mit Auslenkung des Bedienhebels zunehmenden, vom Benutzer spürbaren Rückstellkraft. Die Position des Bedienhebels kann erfindungsgemäß über die Steuereinheit eingelesen werden. Dies kann entweder als kontinuierliches Signal, beispiels weise über ein Potenziometer, erfolgen, oder als digitales Signal, beispielsweise über mehrere mechanische Tastschalter.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Steuerungseinrichtung einen Trainingsmodus auf, in welchem durch Betätigung des Bedienelements ein Profil eingegeben wird und das eingegebene Profil für spätere automatisierte Produkt bezüge abgespeichert wird. Somit kann der Barista ein individuelles Profil ein geben, was bei nachfolgenden Produktbezügen wiederholt abgerufen und aus geführt wird.

Bei einer weiteren Ausführungsform besitzt die Getränkezubereitungsvorrich tung mindestens einen an der Auslasseinrichtung festlegbaren Auslasskopf zur Ausgabe einer oder mehrerer über separate Lebensmittelleitungen zu der Aus lasseinrichtung geführter Getränkekomponenten und die Auslasseinrichtung weist eine mechanische Schnittstelle zur dichtenden Ankopplung des Auslass kopfes auf. Hierbei ist insbesondere vorteilhaft, wenn eine Mehrzahl wechsel weise in der Auslasseinrichtung ankoppelbarer Auslassköpfe für unterschiedli che Getränke oder Getränkegruppen vorgesehen werden. Beispielsweise kann ein erster Auslasskopf für einen einzelnen Espresso und ein zweiter Auslass kopf mit Doppelauslauf für die Ausgabe eines doppelten Espressos in zwei Es pressotassen vorgesehen sein. Ebenso können separate Auslassköpfe für milchhaltige und/oder aromatisierte Getränke vorgesehen sein.

Die Auslassköpfe können bevorzugt in Form eines Siebträgers ausgebildet sein, dessen Oberseite jedoch von einer mit Anschlussöffnungen versehenen, aber ansonsten geschlossenen Dichtfläche gebildet wird. Die Bedienung der Maschi ne gleicht somit der Bedienung einer herkömmlichen Siebträgermaschine mit dem Unterschied, dass die Getränkezubereitung in der Art eines Getränkevoll automaten, jedoch mit der Möglichkeit einer manuellen Variation des Druckpro fils oder des Profils der Durchflussrate erfolgt.

Weiter bevorzugt ist die Getränkezubereitungsvorrichtung als echter Kaffeevoll automat ausgebildet und besitzt ein Mahlwerk zum Mahlen von Kaffeebohnen, welches mit der Brühvorrichtung zusammenwirkt, um diese automatisiert mit ei- ner portionierten Menge frisch gemahlenem Kaffeepulver zu befüllen. Durch ein fache Auswahl eines auszugebenden Getränks, beispielsweise über eine grafi sche Benutzerschnittstelle, erfolgt somit eine vollautomatische Zubereitung und Ausgabe des Getränks einschließlich des Mahlens der Kaffeebohnen und Befül len der Brühvorrichtung.

Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf Kaffeevollautomaten beschränkt, sondern kann bei mit Kaffeekapseln oder -pads betriebenen Portionskaffeema schinen zum Einsatz kommen.

Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich anhand der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Es zeigt:

Figur 1 eine Ansicht einer als Doppelgerät ausgebildeten Getränkezuberei tungsvorrichtung,

Figur 2 ein Wasserlaufschema einer Getränkezubereitungsvorrichtung und

Figur 3a einen mit einer erfindungsgemäßen Getränkezubereitungsvorrichtung verwendbaren, abnehmbaren Auslasskopf mit Doppelauslauf und

Figur 3b zwei weitere, wechselweise mit einer erfindungsgemäßen Getränke zubereitungsvorrichtung verwendbare Auslassköpfe.

Die in Figur 1 gezeigte Kaffeemaschine 1 ist als Doppelgerät mit zwei separaten Kaffeezubereitungsvorrichtungen 2a, 2b ausgebildet. Jede der Kaffeezuberei tungsvorrichtungen 2a, 2b besitzt jeweils eine Auslasseinrichtung 3 mit einem darin aufgenommenen Auslasskopf 4 mit einem Auslauf, über den zubereitete Kaffeegetränke in ein darunter platziertes Trinkgefäß ausgegeben werden.

An der Auslasseinrichtung 3 ist ein Bedienhebel 5 angebracht, der aus einer Neutralposition nach oben und unten verschwenkt werden kann. Der Bedienhe bel 5 dient in nachfolgend näher zu erläuternder Weise dazu, ein Profil für den Brühdruck oder die Durchflussrate vorzugeben, mit der ein aktuell auszugeben des oder zukünftiges Getränk zubereitet wird. Auf der Oberseite des Geräts befinden sich zwei Bohnenbehälter 6 für frische Kaffeebohnen. Diese führen jeweils zu einer unterhalb der Bohnenbehälter 6 an geordneten elektrischen Kaffeemühle, welche portionsweise Kaffeepulver für die Zubereitung einzelner Kaffeegetränke mahlt. Außerdem besitzt die Kaffeema schine 1 einen Pulverbehälter 6a für Instantpulver, etwa Schokopulver, mit dem sich als zusätzliche Getränkekomponente ein Instantgetränk zubereiten lässt.

Oberhalb der Auslasseinrichtung 3 ist als grafische Benutzerschnittstelle ein be rührungssensitives Display 9 angeordnet. Auf diesem können einem Benutzer verschiedene verfügbare Getränkevarianten angezeigt und vom Benutzer aus gewählt werden. Nach Vornahme einer Auswahl erfolgt eine automatisierte Zu bereitung und Ausgabe des gewählten Getränks, wobei über den Bedienhebel 5 ein Zubereitungsparameter wie der Brühdruck oder die Durchflussrate während der Zubereitung variiert werden können.

Mittig am Gerät befindet sich eine Dampflanze 7, über die durch Betätigung ei nes Bedienhebels 7a Dampf zum Aufschäumen von Milch ausgegeben werden kann. Daneben befindet sich ein Auslasshahn 8 für Heißwasser. Durch Betäti gung eines weiteren Bedienhebels 8a kann aus dem Auslasshahn 8 Heißwasser beispielsweise zur Zubereitung von Tee oder zum Ausspülen und Vorwärmen von Tassen ausgegeben werden.

In Figur 2 ist in einem sogenannten Wasserlaufschema der Aufbau einer Brüh vorrichtung zur Zubereitung von Kaffeegetränken gezeigt, die beispielsweise in den Getränkezubereitungsvorrichtungen 2a, 2b zum Einsatz kommen kann. Die Brühvorrichtung umfasst eine Brühgruppe 10, einen Heißwasserbereiter 12 in Form eines als Heizpatrone ausgebildeten Durchlauferhitzers, eine zulaufseitige Wasserpumpe 13 und einen Auslaufkopf 4 zur Ausgabe frisch gebrühter Kaffee getränke. In Flussrichtung vor der Wasserpumpe 13 befindet sich ein Hauptwas serventil 15, über welches die Brühvorrichtung an eine Trinkwasserzuleitung 16 angeschlossen wird. Druckseitig ist die Pumpe 13 über einen Durchflusssen sor 17 (Flowmeter) mit dem Zulauf der Heizpatrone 12 verbunden. Heißwasser aus der Heizpatrone 12 wird der Brühgruppe 10 zugeführt. Zwischen der Brühgruppe 10 und dem Auslaufkopf 4 befindet sich ein regelba res Gegendruckventil 19, welches von einer Steuerung 10 in Abhängigkeit der Messwerte des Durchflusssensors 17 angesteuert wird. Die Steuerung 10 kann hierbei durch einen Mikroprozessor realisiert werden, mit welchem auch andere Steuer- und Regelvorgänge in der Getränkezubereitungsvorrichtung implemen tiert sein können. An die Steuerung 10 ist außerdem der Bedienhebel 5 bzw. ein dem Bedienhebels 5 zugeordneter elektrischer Abnehmer angeschlossen, der die Position des Bedienhebels 5 ausliest.

Die Steuerung 10 ist außerdem mit der Wasserpumpe 13 verbunden und steuert unter anderem die Drehzahl und damit die Förderleistung der Wasserpumpe 13. Außerdem befindet sich im Kaltwasserzulauf der Heizpatrone 12 ein Drucksen sor 18, dessen Messwerte von der Steuerung 10 ausgelesen werden. Schließ lich kann die Steuerung 10 auch die Heizpatrone 12 ansteuern und deren Heiz leistung und damit die Temperatur des Heißwassers vorgeben.

Die Brühgruppe 11 umfasst in an sich bekannter Weise eine Heizung 11 a, mit der die Brühgruppe vorgewärmt und warmgehalten wird, und eine Brühkammer 11 b, in die portioniertes, frisch gemahlenes Kaffeepulver 11 c eingefüllt wird. Ei ne Brühgruppe, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden kann, ist beispielsweise in der EP 2561778 A1 beschrieben, auf die, um unnöti ge Wiederholungen zu vermeiden, hiermit vollinhaltlich Bezug genommen wird.

Die Brühgruppe 11 ist so ausgestaltet, dass sie geöffnet werden kann, um eine portionierte Menge Kaffeepulver einzufüllen, welches in der Mühle der Geträn kezubereitungsvorrichtung portionsweise frisch gemahlen wird. Außerdem kann bei geöffneter Brühgruppe nach dem Brühvorgang der verbleibende Kaffeesatz in einen Tresterbehälter ausgeworfen werden. Die Brühgruppe 11 weist außer dem einen beweglichen Kolben auf (nicht dargestellt), der das eingefüllte Kaf feepulver gegen ein in der Brühgruppe 11 b befindliches Brühsieb verdichtet. Nach Zurückfahren des Kolbens kann das so verdichtete Kaffeepulver 11 c von dem unter Druck stehenden Brühwasser durchströmt werden.

Der von der Pumpe 13 erzeugte Druck, mit dem das Brühwasser durch die Brüh kammer 11 b geleitet wird, beträgt typischerweise, ohne dass die Erfindung aber hierauf beschränkt wäre, etwa 8 bis 12 bar. Dieser Druck des Brühwassers fällt bei herkömmlichen Kaffeemaschinen über dem in der Brühkammer 11 b verdich teten Kaffeekuchen 11c ab. Die Geschwindigkeit, mit der das Brühwasser durch das Kaffeepulver 11c läuft, hängt dabei entscheidend vom Mahlgrad des Kaffee pulvers, der Kaffeesorte, der Menge und dem Verdichtungsgrad ab. Bei der hier beschriebenen Brühvorrichtung erfolgt hingegen der Druckabfall vor allem an dem hinter der Brühkammer 11 b angeordneten Gegendruckventil 19, mit dem über die Steuerung 10 gezielt die Durchlaufgeschwindigkeit bzw. Durchflussrate des Brühwassers durch die Brühkammer gesteuert werden kann, und zwar in Abhängigkeit der tatsächlich gemessenen Durchflussrate im Durchflusssen sor 17. Im Ausführungsbeispiel ist das Gegendruckventil 19 als ein über einen Schrittmotor angetriebenes Nadelventil ausgebildet.

Der Bedienhebel 5 ist an der Auslasseinrichtung 3 gelenkig befestigt und besitzt einen elektrischen Abnehmer 5a, der ein von einer Auslenkung des Bedienhe bels 5 abhängiges Signal erzeugt. Hierbei kann der Abnehmer sowohl analog als auch digital arbeiten. Beispielsweise könnte als Abnehmer ein Potentiometer verwendet werden, an welchem eine zur Auslenkung proportionale Spannung abfällt. Ebenso können mehrere diskrete Mikroschalter verwendet werden, wel che in Abhängigkeit der Auslenkung des Hebels 15 von diesem geschaltet wer den. Der Bedienhebel 5 dient wie bereits erläutert als mechanisches Bedienele ment zur Eingabe eines Profils für einen Brühparameter durch einen Benutzer. Der Bedienhebel 5 kann aus einer Neutralstellung, beispielsweise seiner Mittel stellung, in zwei Richtungen ausgelenkt werden. Der elektrische Abnehmer 5a ist mit der Steuerung verbunden, welche den Betätigungszustand des Bedienhe bels 5 ausliest. In Abhängigkeit der Auslenkung des Bedienhebels 5 verändert die Steuerung 10 den betreffenden Brühparameter.

Im Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass über den Bedienhebel 5 der Brüh druck erhöht oder erniedrigt werden kann. Detektiert die Steuerung 10 eine ent sprechende Auslenkung des Bedienhebels 5, so reduziert oder erhöht sie die Drehzahl der Wasserpumpe 13, um den Brühdruck zu erhöhen bzw. zu reduzie ren. Wird der Brühdruck reduziert, so erniedrigt sich hierdurch auch die Durch flussrate durch die Brühgruppe 11. Dies wird durch den Durchflussmesser 17 detektiert und von der Steuerung 10 ausgelesen, die daraufhin die Ventilöffnung des Gegendruckventils 19 vergrößert, um die Durchflussrate wieder anzuheben, sodass eine vorgegebene Gesamtdurchflusszeit erreicht wird. Damit wird er- reicht, dass die vorgegebene Gesamtmenge an Heißwasser in der vorgegebe nen Gesamtdurchlaufzeit durch die Brühgruppe 11 fließt, und zwar unabhängig davon, wie sich während des Zubereitungsvorgangs die Pumpendrehzahl durch entsprechende Betätigung des Bedienhebels 5 verändert.

Über die Benutzerschnittstelle 9 kann ein Benutzer auch eine alternative Be triebsart auswählen, bei welcher über den Bedienhebel 5 statt des Brühdrucks direkt die Durchflussrate erhöht oder reduziert werden kann. In diesem Falle steuert die Steuerung 10 das Gegendruckventil 19 in Abhängigkeit der Auslen kung des Bedienhebels 5 an.

Über die grafische Benutzerschnittstelle 9 kann außerdem ein Trainingsmodus gestartet werden. In diesem Trainingsmodus wird die Auslenkung des Bedienhe bels 5 während des Zubereitungsvorgangs eines Getränks aufgezeichnet und das so eingegebene Profil abgespeichert. Dieses Profil kann dann zur Zuberei tung und Ausgabe zukünftiger Getränke verwendet werden. Somit können mit der Kaffeemaschine 1 automatisiert von einem Barista individualisierte Kaffee varianten hergestellt und ausgegeben werden.

Das Design der Kaffeemaschine 1 , deren Funktion einem herkömmlichen Kaf feevollautomaten entspricht, ist hingegen einer professionellen Siebträgerma schine nachempfunden. Hierzu ist der Auslasskopf 4 an die Form eines Siebträ ger angepasst. In Figur 3a ist ein erster Auslasskopf 4 gezeigt. Dieser besitzt einen Träger 4a, der ähnlich einem herkömmlichen Siebträger geformt und mit einem Griff 4b versehen ist. Der Griff 4b ist optional und kann auch weggelas sen oder in anderer Form ausgeführt werden, etwa wie in Figur 1 gezeigt als le diglich schmaler, nach vorne vorstehender Griffrand.

An der Oberseite des Trägers 4a ist eine kreisrunde Dichtfläche 20 ausgebildet, in der sich im gezeigten Ausführungsbeispiel eine Öffnung 21 befindet, welche mit einem Doppelauslauf 22 an der Unterseite des Auslasskopfes korrespon diert. Unter den Doppelauslass 22 können zwei Espressotassen positioniert und gleichzeitig befüllt werden. Der Auslasskopf 4 ist auswechselbar ausgestaltet und wird in eine Aufnahme der Auslasseinrichtung 3 eingesetzt und dort verrie gelt. Über die Dichtfläche 20 erfolgt eine dichtende Ankopplung und fluidische Verbindung zwischen Auslasskopf 4 und Auslasseinrichtung 3. In der Auslass- einrichtung 3 endet eine Kaffeeleitung, die von der Brühgruppe 11 zur Auslass einrichtung 3 führt. Außerdem können weitere Leitungen für Getränkekomponen ten wie Milch, Milchschaum oder Aromazusätzen zur Auslasseinrichtung 3 ge führt sein. Entsprechende Auslassöffnungen in der Aufnahme der Auslassein richtung wirken mit der Dichtfläche 20 des Auslasskopfs 4 zusammen. Wird der in Figur 3a gezeigte Auslasskopf 4 verwendet, so sind diese zusätzlichen Aus lassöffnungen von der Dichtfläche 20 verschlossen, sodass außer Espressokaf fee keine weiteren Getränkekomponenten ausgegeben werden können.

In der Figur 3b sind zwei weitere wechselweise einsetzbare Auslassköpfe 4‘, 4“ gezeigt. Bei dem linken Auslasskopf 4‘ sind beispielhaft vier Auslassöffnungen 21 a, 21 b, 21 d und 21 g vorhanden, die mit entsprechenden Auslässen in der Aufnahme der Auslasseinrichtung 3 korrespondieren. Somit können mit diesem Auslasskopf 4‘ insgesamt vier unterschiedliche Getränkekomponenten ausgege ben und gemischt werden. Beispielsweise können Kaffeegetränke mit Milch schaum sowie zusätzlichen flüssigen Aromazusätzen ausgegeben werden.

Der Auslasskopf 4 “ besitzt zwei Öffnungen 21 a, 21 b, die mit Auslässen 22a,

22b an der Unterseite des Auslasskopfes 4 korrespondieren. Über diese Aus lassöffnungen 21 a, 21 b und zugehörige Auslässe 22a, 22b können über die Auslasseinrichtung 3‘ zwei Getränkekomponenten ausgegeben werden. Die mitt lere Auslassöffnung 21 a dient zur Ausgabe von frisch gebrühtem Kaffee, die Auslasseinrichtung 21 b für Milchschaum.

Somit können je nach Wahl des entsprechenden Auslasskopfes 4, 4‘, 4“ unter schiedliche Getränke ausgegeben werden. Je nachdem, welches Getränk zube reitet und ausgegeben werden soll, wählt der Barista also den passenden Aus lasskopf und koppelt diesen an die Auslasseinrichtung 3 an. Bevorzugt sind die Auslassköpfe 4, 4‘, 4 mit einem RFID-Tag versehen, der von einem an der Aus lasseinrichtung 3 angeordneten RFID-Leser ausgelesen werden kann. Über den RFI D-Tag können der Auslasskopf und die von diesem ausgebbaren Getränke komponenten identifiziert werden, sodass über eine entsprechende Steuerung der Getränkezubereitungsvorrichtung an deren Benutzerschnittstelle 9 nur sol che Getränke bzw. Getränkevarianten freigegeben und zur Auswahl angezeigt werden, die mit dem betreffenden Auslasskopf 4, 4‘, 4 ausgebbar sind. Durch einfaches Wechseln eines Auslasskopfes können somit andere Getränkevarian ten bereitgestellt werden.

Im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform dient als Heißwasserbereiter 12 eine Heizpatrone mit geringer thermischen Masse, die ein schnelles Aufheizen ermöglicht. Die Heizpatrone weist einen zylindrischen Innenkörper und einen diesen umgebenden äußeren Mantel auf, wobei zwischen der Mantelfläche des Innenkörpers und der Innenseite des Mantels ein wendelförmig verlaufender Strömungskanal für zu erhitzendes Wasser ausgebildet ist. Neben einer gerin- gen thermischen Masse ermöglicht eine solche Bauform einen besonders kom pakten Aufbau.

Die elektrische Heizung ist bei dieser Bauform als Heizwendel ausgebildet, der innerhalb des zylindrischen Innenkörpers wendelförmig um dessen Mittelachse verlaufend in axial benachbarten Abschnitten des Innenkörpers angeordnet sind. Insbesondere können die Heizwendel um einen axial angeordneten hitzebestän digen Kern gewunden sein. Der Zwischenraum zwischen den Heizwendeln und der Außenhaut des Innenkörpers kann mit einem pulverförmigen Material wie et wa Magnesiumoxid oder ein anderes Oxid verfüllt sein, welches einerseits elek- trisch isoliert, anderseits wärmeleitend ist.

Aufgrund der geringen thermischen Masse lässt sich über eine Regelung bzw. Variation der Heizleistung die Brühtemperatur während eines Getränkezuberei tungsvorgangs verändern, sodass nicht nur mit variabler Durchflussrate und va- riablem Druck, sondern auch mit variabler Temperatur gebrüht werden kann.

Claims

Ansprüche

1. Getränkezubereitungsvorrichtung zur automatisierten Ausgabe von Heißge tränken, insbesondere Kaffeegetränken, mit einem Heißwasserbereiter (12), einer Brühvorrichtung (11), der Heißwasser von dem Heißwasserbereiter (12) zuführbar ist, einer Wasserpumpe (13) zum Fördern von Wasser unter Druck in Richtung der Brühvorrichtung (11), einer über eine Heißgetränkelei tung mit der Brühvorrichtung (11) verbundenen Auslasseinrichtung (3) und einer Steuerungseinrichtung (10), die nach Vornahme einer Getränkeaus wahl eine automatisierte Zubereitung und Ausgabe des gewählten Getränks steuert, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Steuerungseinrichtung (10) ausgebildet ist, den Brühdruck, mit dem das Heißwasser der Brühvorrichtung (11) zugeführt wird, oder die Durchflussrate, mit der das Heißwasser gefördert wird, über den Zubereitungsvorgang des gewählten Getränks nach einem vorgegebenen oder vorgebbaren Profil zu variieren und die Getränkezubereitungsvorrichtung (1) ein mechanisches Be dienelement (5) mit einem mit der Steuerungseinrichtung (10) verbunden elektrischen Abnehmer (5a) aufweist, um das Profil vorzugeben.

2. Getränkezubereitungsvorrichtung nach Anspruch 1 , bei der die Variation des Brühdrucks über eine Regelung der Drehzahl der Wasserpumpe (13) erfolgt.

3. Getränkezubereitungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 mit einem in Durchflussrichtung hinter der Brühvorrichtung (11) angeordneten, regelbaren Gegendruckventil (19), wobei die Variation des Brühdrucks oder der Durch flussrate über eine Verstellung einer Ventilöffnung des Gegendruckventils (19) erfolgt.

4. Getränkezubereitungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 mit einer vor oder hinter der Brühvorrichtung (11) angeordneten Messeinrichtung (17) zur Be stimmung eines Volumenstroms des Brühwassers oder einer Menge des be reits durchgeleiteten oder des noch durchzuleitenden Brühwassers und ei nem in Durchflussrichtung hinter der Brühvorrichtung (11) angeordneten, re- gelbaren Gegendruckventil (19), wobei die Steuerungseinrichtung (10) aus gebildet ist, den Brühdruck, mit dem das Heißwasser der Brühvorrichtung (11) zugeführt wird nach einem über das Bedienelement (5) vorgegebenen Druckprofil zu variieren und in Abhängigkeit von Messwerten der Messein richtung (17) während des Brühvorgangs die Durchflussrate des Brühwas sers über das Gegendruckventil (19) derart zu regeln, dass während des Zu bereitungsvorgangs unabhängig von dem über das Bedienelement (5) vorge gebenen Druckprofil eine für das gewählte Getränk vorgegebene Gesamt menge an Brühwasser in einer vorgegebenen Gesamtdurchflusszeit durchge leitet wird.

5. Getränkezubereitungsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, bei der das Ge gendruckventil (19) als motorisch betriebenes Nadelventil ausgebildet ist und die Steuerungseinrichtung (10) durch Ansteuerung eines Antriebsmotors das Nadelventil weiter öffnet oder schließt.

6. Getränkezubereitungsvorrichtung nach Anspruch 3, bei der die Messeinrich tung (17) einen Durchflusssensor umfasst, der in Strömungsrichtung vor der Wasserpumpe (13) oder zwischen Wasserpumpe (13) und Brühvorrichtung (11) angeordnet ist.

7. Getränkezubereitungsvorrichtung nach Anspruch 3, bei der die Steuerungs einrichtung (10) ausgebildet ist, kontinuierlich oder zumindest mehrmals aus gemessenen Volumenstromwerten die Menge des bereits durchgeleiteten oder des noch durchzuleitenden Brühwassers zu ermitteln und, je nachdem, wieviel Brühwasser zur Erreichung der vorgegebenen Gesamtmenge in der verbleibenden Zeitspanne bis zum Erreichen der vorgegebenen Gesamt durchflusszeit noch durch die Brühvorrichtung durchgeleitet werden muss, das Gegendruckventil (19) weiter zu öffnen oder weiter zu schließen, um den Volumenstrom zu erhöhen bzw. zu verringern.

8. Getränkezubereitungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprü che, bei der das mechanische Bedienelement (5) als Bedienhebel ausgebil det ist, der aus einer Neutralstellung in eine erste Richtung ausgelenkt wer den kann, um den Druck oder Durchflussrate zu erhöhen und in eine zweite Richtung, um Druck oder Durchflussrate zu reduzieren.

9. Getränkezubereitungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprü che, bei der bei Betätigung des Bedienelements (5) ein optisches, akusti sches oder haptisches Bestätigungssignal ausgegeben wird.

10. Getränkezubereitungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprü che, bei der die Steuerungseinrichtung (10) einen Trainingsmodus aufweist, in welchem durch Betätigung des Bedienelements (5) ein Profil eingegeben wird und das eingegebene Profil für spätere automatisierte Produktbezüge abgespeichert wird.

11 . Getränkezubereitungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprü che, mit mindestens einem an der Auslasseinrichtung (3) festlegbaren Aus lasskopf (4, 4‘, 4“) zur Ausgabe einer oder mehrerer über separate Lebens mittelleitungen zu der Auslasseinrichtung (3) geführter Getränkekomponen ten umfasst und die Auslasseinrichtung (3) eine mechanische Schnittstelle zur dichtenden Ankopplung des Auslasskopfes (4, 4‘, 4“) aufweist.

12. Getränkezubereitungsvorrichtung nach Anspruch 8, welche eine Mehrzahl wechselweise an der Auslasseinrichtung (3) ankoppelbarer Auslassköpfe (4, 4‘, 4“) für unterschiedliche Getränke oder Getränkegruppen umfasst.

13. Getränkezubereitungsvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, bei der der Aus lasskopf (4, 4‘, 4“) in der Form eines Siebträgers ausgebildet ist, dessen Oberseite jedoch von einer mit Anschlussöffnungen (21 , 21 a, 21 b, 21 d , 21 g) versehenen, aber ansonsten geschlossenen Dichtfläche (20) gebildet wird.

14. Getränkezubereitungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche mit einem Mahlwerk zum Mahlen von Kaffeebohnen, welches mit der Brüh vorrichtung (11) zusammenwirkt, um diese automatisiert mit einer portionier ten Menge frisch gemahlenem Kaffeepulver zu befüllen.