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Die Erfindung betrifft eine Getränkezubereitungseinrichtung für Haushaltszwecke mit einem Wassertank zur Bevorratung von Zubereitungswasser, mit einer Pumpe stromab des Wassertanks zum Fördern des Zubereitungswassers innerhalb der Zubereitungseinrichtung, mit einer Heizeinrichtung zum Erhitzen des Zubereitungswassers und mit Leitungsverbindungen jeweils dazwischen.
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Herkömmliche Zubereitungseinrichtungen, beispielsweise Kaffeefiltermaschinen oder Kaffeevollautomaten, bedürfen zum Entkalken der nahezu durchgehenden Betreuung durch einen Benutzer. Dazu ist regelmäßig zunächst ein Entkalker in einen Wasservorratstank einzufüllen, eventuell ein Wasserfilter zu entnehmen und gegebenenfalls ein Restwasserbehälter zu leeren. Während des Entkalkungsvorgangs kann es erforderlich werden, den Wasservorratsbehälter zu entleeren, frisches Wasser nachzufüllen und eventuell ein Wasserfilter wieder einzusetzen. Erst nach einem abschließenden Spülvorgang kann wieder zum Beispiel Kaffee bezogen werden.
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Die
DE 10 2006 047 969 1 betrifft eine aufwändigere Zubereitungseinrichtung mit einer Vorrichtung zum Einleiten und Durchführen eines Reinigungsvorgangs. Sie beschreibt dazu mindestens eine Leitung, die zum Transport der Getränke zu einer Getränkeausgabe dient, und Mittel zum Zuführen eines Reinigers zur zumindest teilweisen Reinigung der zumindest einen Leitung und Mittel zur Erkennung der Dosierung des Reinigers. Die Mittel zur Erkennung der Dosierung umfassen außerdem Mittel zum Messen des ph-Wertes.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, den Entkalkungsvorgang einer Getränkezubereitungseinrichtung zu vereinfachen und damit bedienerfreundlicher zu gestalten.
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Diese Aufgabe wird bei einer Getränkezubereitungseinrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch einen Entkalkertank gelöst, der stromab des Wassertanks angeordnet ist. Die Erfindung wendet sich also davon ab, ein Reinigungsmittel für den Entkalkungsvorgang in den Wassertank einzufüllen. Sie verfolgt vielmehr das Prinzip, für den Entkalkungsvorgang einen separaten Entkalkertank vorzusehen. Das Reinigungsmittel für den Entkalkungsvorgang wird folglich nicht im Wassertank, sondern in dem separaten Entkalkertank zur Verfügung gestellt. Damit kommt der Wassertank nicht mehr zwingend mit Reinigungslösungen in Verbindung. Dies ist in sofern von Vorteil und stellt eine Erleichterung für den Benutzer dar, als eine Verkalkung des Wassertanks zum einen regelmäßig erheblich geringer ausfällt als in der übrigen Zubereitungseinrichtung und zum anderen dort meistens lediglich ein optisches Problem darstellt. Die Reinigungslösung bei herkömmlichen Entkalkungsvorgängen erfasst zudem regelmäßig ohnehin nur einen unteren Bereich des Wassertanks, so dass bei einem Entkalkungsvorgang der Wassertank nur teilweise gereinigt wird. Für eine vollständige Reinigung des Wassertanks muss der Benutzer den Wassertank noch einmal separat reinigen.
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Der Entkalkertank umfasst eine Beschickungsöffnung, durch die er mit Reinigungsmittel in flüssiger, gelförmiger oder fester Form beschickt werden kann. Sie kann in der Zubereitungseinrichtung integriert und fü den Benutzer nicht direkt zugänglich sein. Dazu kann der Benutzer beispielsweise eine Kartusche in die Zubereitungseinrichtung einsetzen, die den Entkalkertank mit Reinigungsmittel befüllt. Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung bietet eine für den Benutzer unmittelbar zugängliche Einfüllöffnung am Entkalkertank. Sie ermöglicht dem Benutzer eine nachvollziehbare Bedienung der Zubereitungseinrichtung, die sich lediglich dadurch von herkömmlichen Einrichtungen unterscheidet, dass es für das Reinigungsmittel des Entkalkungsvorgangs eine separate Einfüllöffnung gibt. Die Konsistenz des Reinigungsmittels ist dagegen weitgehend unerheblich, weil auch bekannte feste, beispielsweise pulverförmigen Reinigungsmittel in den Entkalkertank eingefüllt werden können. Da der Entkalkertank stromab des Wassertanks angeordnet ist, er also vom Wassertank aus mit Zubereitungswasser versorgt wird, kann von dort zum Auflösen eines Reinigungsmittels in fester Form Wasser angesaugt werden, um eine Reinigerlösung für den Entkalkungsvorgang herzustellen.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann die Zubereitungseinrichtung über eine sensorische Überwachung der Einfüllöffnung verfügen. Soweit also ein Benutzer die Einfüllöffnung betätigt, also beispielsweise öffnet und verschließt, erfasst die sensorische Überwachung diesen Vorgang und verarbeitet sie zu einem Steuersignal für die Getränkezubereitungseinrichtung, wonach der Entkalkungsvorgang gestartet werden kann. Damit bietet sich eine weitere Bedienungsvereinfachung, da der Benutzer das Auslösen des Entkalkungsvorgangs nicht erst durch einen separaten Tastendruck vornehmen muss. Selbst wenn der Benutzer fehlerhaft kein Reinigungsmittel in den Entkalkertank eingefüllt hat, kann das Entkalkungsprogramm schadlos gestartet werden. Lediglich der Erfolg, nämlich die bestimmungsgemäße Entkalkung des Geräts bliebe aus, was durch herkömmliche Erfassungsmittel aber separat festgestellt werden kann.
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Da sich der Entkalkertank stromab des Wassertanks befindet, verfügt er über einen Anschluss für eine Leitungsverbindung zum Wassertank und einen Anschluss für eine Leitungsverbindung zur Pumpe, auf deren Saugseite er vorteilhafterweise angebracht ist. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung verfügt der Entkalkertank außerdem über einen Heizungsanschluss, der stromab der Heizeinrichtung in eine dortige Leitungsverbindung zwischen der Heizeinrichtung und einer Zubereitungskammer, beispielsweise einer Brühkammer oder einem Filterträger mündet. Die Einmündung des Heizungsanschlusses des Entkalkertanks stromab der Heizeinrichtung besteht vorteilhafterweise aus einem Ventil. Das Ventil kann eine Passage von Zubereitungswasser aus der Heizeinrichtung entweder zur Zubereitungskammer und damit in einen Getränkebehälter zulassen oder das Zubereitungswasser über den Heizungsanschluss zurück in den Entkalkertank leiten. Damit kann ein Kreislauf gebildet werden, der eine Reinigungsflüssigkeit aus dem Entkalkertank über die Pumpe in die Heizeinrichtung und von dort über das Ventil zurück in den Entkalkertank leitet. Dieselbe Reinigungsflüssigkeit kann folglich mehrmals durch die Heizeinrichtung geschickt werden. Bei herkömmlichen Getränkezubereitungseinrichtungen muss die Entkalkungslösung wegen des lediglich einmaligen Durchgangs relativ hoch dosiert werden, oder es muss eine höhere Menge an Reinigungsflüssigkeit zur Verfügung gestellt werden, wobei die Wirksamkeit der Entkalkerlösung nur zum Teil verbraucht wird. Beides ist nicht besonders Ressourcen schonend. Die Erfindung dagegen ermöglicht eine mehrmalige Verwendung derselben Reinigungsflüssigkeit, in dem sie nach Verlassen des Entkalkertanks über die Pumpe durch die Heizungseinrichtung und von dort aus zurück in den Entkalkertank geführt werden kann. Damit kann der Bedarf an Reinigungsmitteln und an dem dafür gegebenenfalls erforderlichen Wasser als Lösungsmittel reduziert werden.
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Da der Entkalkertank stromab des Wassertanks liegt, wird er von dort mit Wasser versorgt, gegebenenfalls auch bei einem Entkalkungsvorgang. Bei einem Zubereitungsvorgang für ein Getränk dagegen wird der Entkalkertank lediglich von Zubereitungswasser durchströmt. Daher muss sicher gestellt sein, dass sich in dem Entkalkertank – wie im Stand der Technik im Wassertank – nach einem Entkalkungsvorgang keine Reste an Reinigungsmittel mehr befinden. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Entkalkertank daher einen Pumpensumpf auf. Er liegt an der tiefsten Stelle des Entkalkertanks und stellt den Anschluss zur Saugseite der Pumpe her. Damit kann der Entkalkertank vollkommen entleert beziehungsweise vollständig durchspült werden, so dass zuverlässig keine Reste an Reinigungsmittel im Entkalkertank vorhanden sind, die eine spätere Getränkezubereitung beeinträchtigen könnten.
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Anders als der Wassertank lässt sich der Entkalkertank nicht benutzerseitig von der Zubereitungseinrichtung trennen, insbesondere um ihn zu entleeren. Damit können sich größere unbeachtete Restwassermengen in der Zubereitungseinrichtung befinden, wenn sie Frosteinwirkung ausgesetzt ist, beispielsweise beim Transport einer benutzten Zubereitungseinrichtung im Rahmen des Kundendienstes. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung verfügt der Entkalkertank daher über eine elastische Behälterwandung. Sie vermeidet Frostschäden bei Eisbildung, die zur Ausdehnung von Flüssigkeit in der Zubereitungseinrichtung und damit zu einer Beschädigung des Entkalkertanks oder auch zum Beispiel der Heizeinrichtung führen kann. Der Entkalkertank mit elastischer Wandung stellt vielmehr einen planmäßigen Expansionsraum dar, falls Restwasser in der Zubereitungseinrichtung gefrieren sollte.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung verfügt der Entkalkertank auch bei einer elastischen Behälterwandung über formstabile Anschlüsse. Die Anschlüsse, also derjenige zum Wassertank, der Anschluss zum Pumpenvorlauf und der Heizungsanschluss können insbesondere aus Hartkunststoff ausgebildet sein, um die Montage von Silikonschläuchen als Leitungsverbindungen zwischen dem Entkalkertank und dem Wassertank, der Pumpe und einem Heizungsrücklauf zu ermöglichen.
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Wie die meisten Pumpen sollte auch die Pumpe für das Zubereitungswasser nicht trocken fallen und keine Luft ansaugen. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann die Einfüllöffnung am Entkalkertank über einen atmosphärisch dichten Verschluss verfügen. Im Betrieb der Pumpe kann daher nur Flüssigkeit entweder aus dem Wassertank oder aus dem Heizungsanschluss angesaugt werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung liegt der Entkalkertank hydraulisch unterhalb des Wassertanks und verfügt über eine verschlussfreie Einfüllöffnung. „Hydraulisch unterhalb des Wassertanks” bedeutet, dass der Anschluss des Wassertanks am Entkalkertank höher liegt als der Pumpenanschluss, so dass dieser bei ausreichender Füllung des Wassertanks nicht trocken fallen kann.
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Die eingangs genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß außerdem durch ein Verfahren zum Entkalken einer oben beschriebenen Zubereitungseinrichtung gelöst, in dem es einen Schritt des Förderns der Entkalkerlösung in einem Kreislauf insbesondere zwischen einem Entkalkertank für die Entkalkerlösung und einer Heizeinrichtung vorsieht. Ein Entkalkungsvorgang kann folglich damit beginnen, dass ein Kunde ein Reinigungsmittel in den Entkalkertank einbringt, den Wassertank mit Klarwasser füllt und das Entkalkungsprogramm der Zubereitungseinrichtung startet. Daraufhin pumpt die Zubereitungseinrichtung die Reinigungslösung aus dem Entkalkertank in die Heizung und über das Ventil zurück in den Entkalkertank. Die Heizung kann eingeschaltet werden, so dass sie die Reinigungslösung auf eine optimale Wirkungstemperatur erwärmt. Anschließend pumpt die Zubereitungseinrichtung die Reinigungslösung sowohl durch die Heizung als auch durch die übrigen Bereiche des Zubereitungssystems, in denen Kalk vorhanden ist, insbesondere durch die Zubereitungskammer. Anschließend wird die Reinigungslösung in einen bereitgestellten Auffangbehälter abgegeben. Schließlich fließt klares Wasser aus dem Wassertank in den Behälter und alle stromab liegenden Bestandteile der Zubereitungseinrichtung, um sie von den Resten der Reinigungslösung zu befreien.
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Das Prinzip der Erfindung wird im Folgenden anhand einer Zeichnung beispielshalber noch näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
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1: Einen erfindungsgemäßen Entkalkertank,
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2: Eine schematische Ansicht einer Getränkezubereitungseinrichtung.
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Ein Entkalkertank 5 gemäß 1 hat einen weitgehend zylindrischen Grundriß bzw. Querschnitt. In seiner Mantelfläche bzw. Wandung 56 weist er einen Wasseranschluss 51 einen Pumpenanschluss 52 und einen Heizungsanschluss 53 auf. Sein oberseitiger Abschluss 59 läuft glockenförmig aus und trägt an seiner höchsten Erhebung eine Einfüllöffnung 54. Ihr gegenüber am Boden 55 des Entkalkertanks 5 liegt ein Pumpensumpf 57, der durch eine Neigung des Bodens 55 in eine Richtung zum Pumpenanschluss 52 hin gebildet ist. Der Wasseranschluss 51 stellt nach der Einfüllöffnung 54 die zweithöchstgelegene Öffnung des Entkalkertanks 5 dar. Der Pumpenanschluss 52 dagegen liegt am niedrigsten Punkt des Entkalkertanks 5 und der Heizungsanschluss 53 in einem Höhenniveau dazwischen. Der Pumpenanschluss 52 und der Heizungsanschluss 53 liegen im Wesentlichen auf derselben Seite des Entkalkertanks 5 und übereinander, damit einströmendes Wasser aus dem Heizungsanschluss 53 nicht mit einer linearen Strömung direkt in den Pumpenanschluss 52 angesaugt werden kann, sondern durch eine Richtungsumkehr der Strömungsrichtung eine gewisse Verwirbelung und Durchmischung im Entkalkertank 5 entsteht.
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Die Längsschnitte der Anschlüsse 51, 52, 53 sind quasi pfeilförmig ausgebildet, indem sie außen und umfangsseitig einen widerhakenartigen Kragen 58 tragen. Sie sind aus Hartkunststoff geformt, der ihnen eine gewisse Formstabilität verleiht. Dadurch können Silikonschläuche als Leitungsverbindungen 4 auf die Anschlüsse 51, 52, 53 aufgeschoben werden, die sich am widerhakenförmigen Kragen 58 festkrallen.
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Die Behälterwandung 56 dagegen besteht aus einem Elastomer, zum Beispiel Silikon oder thermoplastischen Elastomeren (TPE), damit der befüllte Entkalkertank 5 oder die Heizeinrichtung 3 nicht in Folge Eisbildung, nämlich durch eine Volumenexpansion von nicht entleertem Restwasser in der Zubereitungseinrichtung beschädigt werden kann.
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2 zeigt in einer schematischen Ansicht die Einbindung des Entkalkertanks 5 in die Zubereitungseinrichtung: Sie umfasst einen Wassertank 1, in dem Zubereitungswasser für Heißgetränke bevorratet wird. Der Entkalkertank 5 liegt stromab des Wassertanks 1, verbunden durch eine Leitungsverbindung 4 am Wasseranschluss 51. Eine weitere Leitungsverbindung 4 verbindet den Pumpenanschluss 52 mit einer Flüssigkeitspumpe 2, die ihrerseits stromab über eine weitere Leitungsverbindung 4 an eine Heizeinrichtung 3 anschließt. Die Heizeinrichtung 3 heizt während eines Zubereitungsvorgangs das Wasser zur Herstellung eines Heißgetränks auf. Sie gibt das erhitzte Wasser über eine Leitungsverbindung 4 und ein Ventil 6 in eine Zubereitungskammer 7 ab. Von dort gelangt das Heißwasser nach einem Zubereitungsprozess als Getränk in eine Tasse als Getränkegefäss 8.
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Am Ventil 6 verzweigt die Leitungsverbindung 4, so dass das Ventil 6 neben der Heizeinrichtung 3 und der Zubereitungskammer 7 über eine weitere Leitungsverbindung 4 und über den Heizungsanschluss 53 mit dem Entkalkertank 5 verbunden ist. Das Ventil 6 gibt entweder eine Passage des Wassers von der Heizeinrichtung 3 in die Zubereitungskammer 7 oder zurück in den Entkaltertank 5 frei.
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Im Zubereitungsbetrieb kommt dem Entkalkertank 5 keine separate Bedeutung zu. Fördert die Pumpe 2 Zubereitungswasser in Richtung der Heizung 3, so wird der Entkalkertank 5 vom Wasser aus dem Wassertank 1 lediglich durchströmt. Das Ventil 6 sperrt dazu die Leitungsverbindung 4 zum Heizungsanschluss 53 ab.
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Soll nach einer Vielzahl von Zubereitungsvorgängen eine Entkalkung vorgenommen werden, so hat ein Benutzer zunächst ein Reinigungsmittel über die Einfüllöffnung 54 in den Entkalkertank 5 einzufüllen. Das Reinigungsmittel kann flüssig, pulverförmig oder tablettenförmig in den Entkalkertank 5 eingebracht werden. Sofern Wasser für die Zubereitung einer korrekt dosierten Reinigungslösung erforderlich ist, wird es aus dem Wassertank 1 bezogen, zum Beispiel, um pulverförmiges oder tablettenförmiges Reinigungsmittel zu lösen. Nach dem Auffüllen des Wassertanks 1 mit Frischwasser, nach dem Einfüllen von Reinigungsmittel in den Entkalkertank 5 und gegebenenfalls nach einer gewissen Wartezeit für das Auflösen des Reinigungsmittels kann der Entkalkungsprozess gestartet werden. Dazu pumpt die Pumpe 2 die Reinigungsflüssigkeit aus dem Entkalkertank 5 zunächst in die Heizung 3. Sie ist eingeschaltet und erhitzt die Reinigungsflüssigkeit entweder schrittweise in mehreren Durchläufen oder unmittelbar auf eine optimale Wirkungstemperatur. Stromab der Heizung 3 sperrt das Ventil 6 den Leitungsweg 4 in Richtung Zubereitungskammer 7 und sorgt so für einen Rückfluss der Reinigungsflüssigkeit in den Entkalkertank 5. Damit lässt sich die Reinigungsflüssigkeit gegebenenfalls mehrmals in einem Kreislauf aus dem Entkalkertank 5 über die Pumpe 2 und die Heizungseinrichtung 3 zurück in den Entkalkertank 5 pumpen. Die Reinigungsflüssigkeit passiert damit mehrmals die Heizeinrichtung 3, die von Verkalkung regelmäßig besonders betroffen ist. Damit kann die Reinigungsflüssigkeit vollständig ausgelaugt werden. Wegen der Möglichkeit die Reinigungsflüssigkeit im Kreislauf zu führen, kann sie folglich geringer dosiert werden als bekannte Reinigungsmittel. Auch die Menge an Reinigungsmittel insgesamt kann dadurch reduziert werden.
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Nach der Reinigung der Heizungseinrichtung 3 schließt das Ventil 6 die Verbindung zum Heizungsauslass 53 und öffnet diejenige zur Zubereitungskammer 7. Damit kann die Reinigungslösung auch die übrigen Bereiche des Zubereitungssystems, insbesondere die Zubereitungskammer 7 reinigen und anschließend in einen bereit gestellten Auffangbehälter abgegeben werden.
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Nach vollständiger Abgabe der Reinigungsflüssigkeit füllt der Benutzer den Wassertank 1 erneut mit Frischwasser und lässt die Zubereitungseinrichtung mit Frischwasser spülen. Der Entkalkertank 5 wird dabei zuverlässig von jeglicher Reinigungslösung befreit, weil der Pumpenanschluss 52 im Pumpensumpf 57 an der tiefsten Stelle des Entkalkertanks 5 liegt, der damit vollständig entleert werden kann.
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Damit kann das Entkalkungsprogramm weitgehend automatisch und ohne weitere Eingriffe des Benutzers selbsttätig ablaufen. Eine ständige Überwachung und Unterstützung des Entkalkungsprozesses ist folglich nicht erforderlich, was die Bedienung der Zubereitungseinrichtung vereinfacht.
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Da es sich bei den vorhergehenden, detailliert beschriebenen Entkalkertank und der Zubereitungseinrichtung um Ausführungsbeispiele handelt, können sie in üblicher Weise vom Fachmann in einem weiten Umfang modifiziert werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Insbesondere kann die konkrete Ausgestaltung des Entkalkertanks in anderer Form als in der hier beschriebenen folgen. Ebenso kann der Leitungsweg in einer anderen Form ausgestaltet werden, wenn dies aus Platzgründen bzw. designerischen Gründen notwendig ist. Zudem lässt sich der erfinderische Aufbau auch für eine Wärmerückgewinnung im Sinne der Anmeldung Nr.
DE 10 2010 030 103 des Anmelders nutzen. Weiterhin schließt die Verwendung der unbestimmten Artikel „ein” bzw. „eine” nicht aus, dass die betreffenden Merkmale auch mehrfach vorhanden sein können.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Wassertank
- 2
- Pumpe
- 3
- Heizeinrichtung
- 4
- Leitungsverbindung
- 5
- Entkalkertank
- 6
- Ventil
- 7
- Zubereitungskammer
- 8
- Getränkegefäß
- 51
- Wasseranschluss
- 52
- Pumpenanschluss
- 53
- Heizungsanschluss
- 54
- Einfüllöffnung
- 55
- Boden
- 56
- Behälterwandung
- 57
- Pumpensumpf
- 58
- Kragen
- 59
- oberseitiger Abschluss
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 1020060479691 [0003]
- DE 102010030103 [0028]
