DE102014101957A1

DE102014101957A1 - Verfahren zum Betrieb eines Strömungsleitungssystems eines Getränkeautomaten und Getränkeautomat zur Anwendung dieses Verfahrens

Info

Publication number: DE102014101957A1
Application number: DE102014101957.1A
Authority: DE
Inventors: Jutta Tembaak; Mario Last
Original assignee: Miele und Cie KG
Current assignee: Miele und Cie KG
Priority date: 2014-02-17
Filing date: 2014-02-17
Publication date: 2015-08-20
Anticipated expiration: 2034-02-18
Also published as: DE102014101957B4

Abstract

Ein Verfahren zum Betrieb eines Strömungsleitungssystems eines Getränkeautomaten (1), der einen Behälter (2) mit einem zur Befreiung des Strömungsleitungssystems von durch Verkalkung oder Verunreinigung entstandenen Rückständen geeigneten Pflegemittel (3) aufweist, wobei ein aus dem in Wasser (4) lösbaren Pflegemittel (3) und Wasser (4) gebildetes Medium im Strömungsleitungssystem einer Leitwertmessung unterzogen wird, wurde erfindungsgemäß dahingehend weitergebildet, dass eine Leitwertmessung des Mediums, in Strömungsrichtung betrachtet, unmittelbar nach dem Eintritt einer das Pflegemittel (3) aus dem Behälter (2) in das Strömungsleitungssystem zuführenden Speisungsleitung (5) erfolgt. Darüber hinaus ist Gegenstand der Erfindung ein Getränkeautomat zur Anwendung des Verfahrens, der dadurch gekennzeichnet ist, dass der Getränkeautomat (1) ein Strömungsleitungssystem, einen Behälter (2) für ein Pflegemittel (3), mindestens einen Leitwertsensor (7 oder 8) zur Differenzmessung des Leitwertes des in dem Strömungsleitungssystem vorhandenen Mediums und eine Steuerungseinheit (9) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Strömungsleitungssystems eines Getränkeautomaten nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie einen Getränkeautomaten zur Anwendung dieses Verfahrens.
Wasser weist regional sehr unterschiedliche chemische Zusammensetzungen auf. Dabei stellen insbesondere Calciumcarbonat und dessen chemische Verbindungen ein besonderes Problem dar, weil dieser, gemeinhin als „Kalk“ bezeichnete Stoff sich 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 unterschiedliche 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 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.
Wasser führende Leitungen in Strömungsleitungssystemen unterliegenden jedoch nicht nur der Gefahr, dass Kalkablagerungen im Laufe der Zeit einen zunehmenden Verschluss dieser Leitungen herbeiführen. Ein ebensolches Problem stellen auch Verunreinigungen innerhalb des Strömungsleitungssystems dar, die insbesondere bei Getränkeautomaten nicht nur unerwünscht sind, sondern darüber hinaus auch Gesundheitsgefährdungen darstellen können. Zu diesen Verunreinigungen sind beispielsweise organische Beläge oder Materialabtragungen zu zählen. Aus diesem Grund ist es erforderlich, das gesamte Strömungsleitungssystem regelmäßig zu reinigen und von Kalkresten zu befreien. Hierfür stehen verschiedene Reinigungsmittel und Entkalkungsmittel zur Verfügung, die zusammengefasst als Pflegemittel bezeichnet werden. Dabei ist es unerheblich, ob Reinigungsmittel beziehungsweise Entkalkungsmittel getrennt voneinander zum Einsatz kommen oder ob Pflegemittel Verwendung finden, die aus einem Gemisch aus Entkalkungsmittel und Reinigungsmittel bestehen. Eine besondere Bedeutung hat bei der mit einem Pflegemittel durchgeführten Pflege eines Getränkeautomaten die Konzentration des Pflegemittels innerhalb des Strömungsleitungssystems für den Erfolg der Pflege. Sinkt diese Konzentration unter einen Grenzwert ab, wird die erforderliche Reinigung beziehungsweise Entkalkung nicht mehr ordnungsgemäß durchgeführt, was aus den genannten Gründen unbedingt zu vermeiden ist. Liegt jedoch eine zu hohe Konzentration des Pflegemittels vor, kann es beispielsweise zu Beschädigungen einzelner Aggregate kommen, was sich häufig zuerst bei empfindlichen Dichtungen bemerkbar macht. Daher gibt es bereits Lösungen, die innerhalb eines mit Pflegemitteln beaufschlagten Strömungsleitungssystems die Bestimmung des Leitwertes des in dem Strömungsleitungssystem vorhandenen Mediums gestatten. Der Leitwert, der beispielsweise über wenigstens einen Leitwertsensor ermittelbar ist, erlaubt eine Aussage über die Konzentration des im Wasser vorhandenen Pflegemittels.
So ist es aus der DE 602 11 588 T2 am Beispiel eines Wasserenthärtungsgerätes ganz allgemein bekannt, Leitwertsensoren zur Bestimmung des Leitwertes eines flüssigen Mediums innerhalb eines Strömungsleitungssystems einzusetzen. Ziel ist es hierbei, eine Wasserenthärtung innerhalb des Strömungsleitungssystems zu optimieren. Die Leitwertsensoren bestehen nach dem Offenbarungsgehalt dieser Druckschrift jeweils aus mehreren Elektroden, die in einem Abstand zueinander in dem Medium angeordnet sind und auf diese Weise eine Messung des Leitwertes ermöglichen. Bei der beschriebenen Lösung wird dem Strömungsleitungssystem über einen Wassereinlass frisches Wasser zugeführt, dass anschließend einen Behälter mit Salz passiert, wodurch eine Lösung aus Wasser und Salz gebildet wird. Der Leitwert des auf diese Weise entstandenen Mediums wird nachfolgend mit Hilfe des Leitwertsensors bestimmt. Dies hat zur Folge, dass der Leitwert erst am Ende des Strömungsleitungssystems bestimmt wird und dadurch einer hohen Fehlerquote unterliegt, die sich beispielsweise einstellen kann, wenn innerhalb des Strömungsleitungssystems Verunreinigungen oder Kalkablagerungen vorhanden sind. Einen nachteiligen Einfluss auf die Bestimmung des Leitwertes hat zudem die Temperatur innerhalb des Strömungsleitungssystems. Schwankt diese Temperatur beispielsweise, so stellen sich auch hieraus resultierende Messfehler und damit Fehlinterpretationen der Menge des in dem Strömungsleitungssystem vorhandenen Pflegemittels ein.
Der gleiche Nachteil ist auch bei einer Ausführung nach der EP 1 382 281 A1 festzustellen. Bei der in dieser Druckschrift beschriebenen Lösung handelt es sich um ein Getränkeausgabegerät, also beispielsweise einen Kaffeeautomaten. Das offenbarte Getränkeausgabegerät verfügt über einen Wasserzulauf, über den das Wasser zugeführt wird, um anschließend in einem Heißwasserbereiter auf die erforderliche Brühtemperatur gebracht zu werden. Das erhitzte Wasser gelangt nachfolgend in eine Brüheinheit und kann somit zur Zubereitung eines Kaffeegetränkes genutzt werden. Über eine Reinigungsmittelzugabe besteht ferner die Möglichkeit, der Brüheinheit ein Reinigungsmittel zuzuführen, wenn kein Getränkebezug erfolgt. Das mit dem im Strömungsleitungssystem vorhandenen Wasser gemischte Reinigungsmittel bildet somit ein Medium, das über ein Mehrwegventil abgeführt werden kann, welches der Brüheinheit in Strömungsrichtung betrachtet nachgeschaltet ist. Ein Leitwertsensor, der im vorliegenden Fall aus zwei Elektroden besteht, dient zur Bestimmung des Leitwertes des auf diese Weise abgeführten Mediums. Mit diesem Verfahren ist zunächst ermittelbar, ob in dem Strömungsleitungssystem ein Reinigungsmittel vorhanden ist. Innerhalb einer Steuerungseinrichtung erfolgt nach der Leitwertbestimmung ein Vergleich des gemessenen Leitwertes mit einem in der Steuerungseinrichtung gespeicherten Referenzwert. Bei diesem Referenzwert handelt es sich jedoch lediglich um einen Durchschnittswert. Nachteilig ist hierbei, dass Trinkwasser in unterschiedlichen Regionen auf Grund seines regional unterschiedlichen Mineraliengehaltes verschiedene Leitwerte aufweisen kann. Folglich ist mit dieser Methode keine exakte Bestimmung des Differenzleitwertes möglich.
Ein weiteres, bislang zu wenig berücksichtigtes Problem stellen Temperaturschwankungen innerhalb des Strömungsleitungssystems dar, die eine Fehlerquelle für die Leitwertmessung bilden können, wenn diese Leitwertmessung am Ende oder mitten im Strömungsleitungssystem erfolgt. Zwar ist es möglich, Temperaturschwankungen durch eine Temperaturkompensation auszugleichen. Dieses Verfahren ist jedoch technisch aufwändig und damit kostenintensiv.
Der Erfindung stellt sich das Problem, ein Verfahren zum Betrieb eines Strömungsleitungssystems eines Getränkeautomaten bereitzustellen, das mittels einer Bestimmung des Leitwertes des in dem Strömungsleitungssystem vorhandenen Mediums eine von Fehlinterpretationen freie Aussage darüber erlaubt, ob ein Pflegemittel vorhanden und in welcher Konzentration dieses in dem Medium gelöst ist. Darüber hinaus ist ein Getränkeautomat zur Anwendung des Verfahrens anzugeben, der eine Differenzmessung des Leitwertes des in dem Strömungsleitungssystem vorhandenen Mediums gestattet.
Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch einen Getränkeautomaten mit den Merkmalen des Anspruches 12 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den jeweils nachfolgenden Unteransprüchen.
Ein Verfahren zum Betrieb eines Strömungsleitungssystems eines Getränkeautomaten, der einen Behälter mit einem zur Befreiung des Strömungsleitungssystems von durch Verkalkung oder Verunreinigung entstandenen Rückständen geeigneten Pflegemittel aufweist und bei dem ein aus dem in Wasser lösbaren Pflegemittel und Wasser gebildetes Medium im Strömungsleitungssystem einer Leitwertmessung unterzogen wird, wurde erfindungsgemäß dahingehend weitergebildet, dass eine Leitwertmessung des Mediums, in Strömungsrichtung betrachtet, unmittelbar nach dem Eintritt einer das Pflegemittel aus dem Behälter in das Strömungsleitungssystem zuführenden Speisungsleitung erfolgt.
Als "Behälter" im erfindungsgemäßen Sinne kann beispielsweise eine Ausführung zum Einsatz kommen, wie sie als "Vorratsbehälter" in der EP 2 671 480 A2 beschrieben ist. Dieser Behälter ist so konstruiert, dass durch den Wasserzulauf eine definierte Druckdifferenz erzeugt wird, die innerhalb des Behälters vorhandenes Pflegemittel in eine Lösung überführt und in das Strömungsleitungssystem abgibt. Über eine in dem Behälter vorhandene Kapillare wird die Menge des zugeführten Pflegemittels dosiert. Eine Kontrollmöglichkeit der einwandfreien Funktionsfähigkeit dieses Behälters bestand bislang nicht, kann jedoch beispielsweise mit der erfindungsgemäßen Lösung problemlos umgesetzt werden. Durch die spezielle Anordnung der Leitwertmessung nach der Erfindung kann nämlich in vorteilhafter Weise erreicht werden, dass sich Verschmutzungen oder Temperaturänderungen innerhalb des Strömungsleitungssystems nicht negativ auf die Bestimmung des Leitwertes auswirken, weil die Messung bereits zu Beginn und zwar unmittelbar nach dem Eintritt einer das Pflegemittel aus dem Behälter in das Strömungsleitungssystem zuführenden Speisungsleitung erfolgt. Zudem ist die fehlerfreie Funktion des Behälters auf diese Weise jederzeit zuverlässig bestimmbar. Eine aufwändige Kalibrierung des Systems kann vollständig entfallen. Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betrieb eines Strömungsleitungssystems eignet sich jedoch auch dazu, Sensoren einzusparen, die beispielsweise das Vorhandensein eines mit Pflegemittel befüllten Behälters in dem Getränkeautomaten anzeigen. Auch eventuelle Sensoren oder Elektronik für Füllstandsanzeigen des Behälters können durch diese Methode vermieden werden, so dass insgesamt eine sehr kostengünstige Variante zum Betrieb eines Strömungsleitungssystems geschaffen wurde.
Eine erste Ausgestaltung des Verfahrens besteht darin, dass eine Leitwertmessung des von einer Wasserquelle stammenden Wassers unmittelbar nach dessen Zuführung in das Strömungsleitungssystem erfolgt. Diese Vorgehensweise bringt den Vorteil mit sich, dass stets das lokal vorhandene Wasser mit seinen spezifischen Eigenschaften gemessen wird und damit jeweils ein aktueller Leitwert als Vergleichswert zur Verfügung steht. Wird zudem der Leitwert des unmittelbar aus der Wasserquelle stammenden, frischen Wassers bestimmt, so ist dieses frei von Temperatureinflüssen und erlaubt damit eine sehr genaue Bestimmung des Leitwertes. In der Regel weist Leitungswasser eine Temperatur zwischen 10 und 15 °C auf. Selten sind Temperaturen von 20 °C bis 25 °C zu verzeichnen. Diese sehr engen, eingrenzbaren Temperaturbereiche gestatten eine sehr genaue Bestimmung des Leitwertes.
Einerseits kann entsprechend der vorliegenden Erfindung lediglich ein einziger Leitwertsensor unmittelbar nach dem Eintritt einer das Pflegemittel aus dem Behälter in das Strömungsleitungssystem zuführenden Speisungsleitung zum Einsatz kommen. Dieser Leitwertsensor misst den Leitwert des Mediums und kann dazu verwendet werden, auch den Leitwert des frischen Wassers zu bestimmen. Die eine oder andere Messung mittels des einen Leitwertsensors hängt dabei lediglich von der Zuführung des Mediums beziehungsweise des frischen Wassers ab, was sich beispielsweise über eine geeignete Ventilsteuerung realisieren lässt. Darüber hinaus liegt es jedoch ebenso im Sinne der Erfindung, einen weiteren Leitwertsensor direkt im Bereich der Zuführung des frischen Wassers von der Wasserquelle vorzusehen, so dass insgesamt zwei Leitwertsensoren vorhanden sind und jeder der Leitwertsensoren ausschließlich nur für eine Funktion vorgesehen ist.
Die erfindungsgemäße Besonderheit besteht jedoch darin, dass die Leitwertmessung mit nur einem einzigen Leitwertsensor erfolgt. Mit anderen Worten ist es möglich, eine extrem sparsame Bestimmung mehrerer Leitwerte umzusetzen, wenn nur ein Leitwertsensor Verwendung findet. Mit diesem Leitwertsensor wird folglich einerseits der Leitwert des frischen Wassers unmittelbar nach Abgabe aus der Wasserquelle bestimmt und darüber hinaus auch der Leitwert des mit einem Pflegemittel versetzten Mediums.
Dementsprechend wird dieser eine Leitwertsensor dazu genutzt, eine Differenzmessung durchzuführen. Eine derartige Differenzmessung mit nur einem Leitwertsensor beschreibt einen vollständig neuen Weg bei der Bestimmung des Leitwertes in einem Strömungsleitungssystem.
Einem weiterführenden Vorschlag nach der Erfindung entsprechend ist es von besonderem Vorteil, wenn die Leitwertmessung, in Strömungsrichtung betrachtet, vor den in dem Strömungsleitungssystem vorhandenen Aggregaten erfolgt, wobei als "Aggregate" im Wortsinn der Erfindung beispielsweise Pumpen, Heizelemente, Messgeräte, Entnahmeeinrichtungen oder ähnliche Einrichtungen betrachtet werden. Anders ausgedrückt wird die Leitwertmessung in Strömungsrichtung betrachtet zu Beginn des Strömungsleitungssystems und vorzugsweise unmittelbar nach der Zuführung des Pflegemittels in das Strömungsleitungssystem durchgeführt. Dies hat den Vorzug, dass noch keine Einwirkungen auf das Medium im Strömungsleitungssystem gegeben sind, die unter Umständen durch Materialabtragungen oder Getränkereste entstehen können.
Wie bereits ausgeführt wurde, ist es vorteilhaft, wenn die Leitwertmessung des frisch zugeführten Wassers zeitlich vor dem Erstbezug oder während des Erstbezuges eines in dem Getränkeautomaten hergestellten Getränkes erfolgt, weil der somit bestimmte Leitwert frei von jeglichen Einflüssen ist. Ein auf diese Weise erfasster Leitwert kann entsprechend einer Weiterführung des Erfindungsgedankens als Vergleichswert oder Sollwert in einer Steuerungseinheit des Getränkeautomaten gespeichert werden.
Dieser Vergleichswert kann mit einem nach der Aktivierung eines Pflegeprogramms des Getränkeautomaten und einer damit einhergehenden Zuführung des Pflegemittels in das Strömungsleitungssystem bestimmten Leitwert des dadurch erzeugten Mediums verglichen werden. Nähert sich der Leitwert des Mediums dem gespeicherten Vergleichs- oder Sollwert, so ist dieser Umstand als Erfordernis der Befüllung des Behälters oder als Erfordernis des vollständigen Austausches des Behälters zu verstehen und kann beispielsweise in einer Anzeigeeinrichtung für den Anwender erkennbar gemacht werden. Darüber hinaus oder zusätzlich ist es natürlich auch möglich, ein akustisches Signal abzugeben.
Weiterhin ist vorgesehen, bei Unterschreitung des Sollwertes den Pflegevorgang insgesamt zu unterbrechen und erst nach Befüllung des Behälters mit einem Pflegemittel oder nach dem Austausch des Behälters den Pflegevorgang fortzusetzen oder erneut zu starten.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass der Wasserbezug und die Zuführung des Pflegemittels in das Strömungsleitungssystem jeweils zeitgesteuert erfolgen und dass nach der Hälfte der Bezugszeit des Wassers beziehungsweise nach der Hälfte der Zeit der Zuführung des Pflegemittels in das Strömungsleitungssystem je eine Leitwertmessung durchgeführt wird. Durch die Zeitsteuerung ist beispielsweise eine sehr genaue Dosierung des in das Strömungsleitungssystem abgegebenen Pflegemittels erreichbar. Die Konzentration des Gemisches kann aber auch über eine Zeitsteuerung des Wasserbezuges reguliert werden. Jede Maßnahme für sich ist dabei vollständig wirksam, wobei auch eine Kombination der Zeitsteuerung von Wasserbezug und Zugabe des Pflegemittels möglich ist. Die Messung nach der Hälfte der Bezugszeit des Wassers ist deshalb von Vorteil, um noch in der Strömungsleitung vorhandene Wasserreste abzutransportieren und sicherzustellen, dass tatsächlich nur frisch zugeführtes Wasser einer Leitwertmessung unterzogen wird. Ebenso verhält es sich bei der Bestimmung des Leitwertes nach der Zuführung des Pflegemittels.
In an sich bekannter Weise kann die Aktivierung des Pflegeprogramms vom Anwender manuell angewählt und/oder entsprechend einem vorgegebenen Rhythmus vorprogrammiert werden. Der vorgegebene Rhythmus der Aktivierung des Pflegeprogramms wird bereits bei der Herstellung des Getränkeautomaten zur Verfügung gestellt und bedeutet eine vorteilhafte, anwenderfreundliche Automatisierung.
Ein Getränkeautomat zur Anwendung des zuvor beschriebenen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass der Getränkeautomat ein Strömungsleitungssystem, einen Behälter für ein Pflegemittel, mindestens einen Leitwertsensor zur Differenzmessung des Leitwertes des in dem Strömungsleitungssystem vorhandenen Mediums und eine Steuerungseinheit aufweist. Dabei ist es insbesondere bei Einsatz nur eines Leitwertsensors von Bedeutung, diesen unmittelbar dort anzuordnen, wo das Pflegemittel dem Strömungsleitungssystem zugeführt wird beziehungsweise dieser Zuführung unmittelbar nachfolgend.
Der Steuerungseinheit kommt in einem erfindungsgemäßen Getränkeautomaten eine zentrale Bedeutung zu. Sie wird genutzt, um beispielsweise den Leitwert des frisch zugeführten Wassers als Sollwert beziehungsweise Vergleichswert zu speichern und ist darüber hinaus dahingehend ausgelegt, vielfältige Steuerungsfunktionen des gesamten Strömungsleitungssystems zu übernehmen.
Eine weitere Ausgestaltung des Getränkeautomaten sieht darüber hinaus vor, dass das Strömungsleitungssystem mindestens eine Wasserquelle, mehrere Strömungsleitungen sowie Mehrwegventile, eine Pumpe, ein Heizelement, ein Durchflussmessgerät und mehrere Entnahmeeinrichtungen aufweist. Unter einer „Entnahmeeinrichtung“ ist im Sinne der Erfindung beispielsweise bei einem als Kaffeeautomat ausgeführten Getränkeautomaten eine Dampfdüse, eine Ausgabestelle für Heißwasser oder zum Beispiel die Kaffeeausgabedüse zu verstehen. Ebenso kann es sich hier bei anderen Getränkeautomaten ganz allgemein um die Zapfstelle des Getränks handeln. Die Pumpe dient dabei der Förderung der Flüssigkeiten und/oder Gase innerhalb des Strömungsleitungssystems. Als Quelle für das Frischwasser, welches für die Bereitung des Getränkes und/oder der Durchführung der Entkalkung dient, kann in einfacher Weise ein Wasserbehälter zum Einsatz kommen. Andere Lösungen weisen einen festen Wasseranschluss auf, was hier explizit nicht ausgeschlossen wird und synonym zu verstehen ist. Während das Heizelement zur Erwärmung des in dem Strömungsleitungssystem vorhandenen Wassers beziehungsweise Mediums dient, kann das Durchflussmessgerät dazu verwendet werden, die exakte Menge eines zuzubereitenden Getränkes zu bestimmen. Die genannten Einrichtungen des Getränkeautomaten sind dabei nicht abschließend zu verstehen, sondern bilden lediglich die für die Getränkezubereitung beziehungsweise die Pflege wesentlichen Elemente eines derartigen Getränkeautomaten. Es versteht sich von selbst, dass die zum Einsatz kommenden Mehrwegventile mit Hilfe der Steuerungseinheit angesteuert werden können, so dass auf diese Weise eine Regulierung der Strömungsverhältnisse innerhalb des Strömungsleitungssystems möglich ist.
Der grundlegende Aufbau eines Getränkeautomaten zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens setzt mindestens einen Leitwertsensor voraus. Dieser ist in Strömungsrichtung betrachtet, bevorzugt unmittelbar nach dem Eintritt einer das Pflegemittel aus dem Behälter in das Strömungsleitungssystem zuführenden Speisungsleitung in eine Strömungsleitung des Strömungsleitungssystems angeordnet.
Neben dem Umstand, dass nur ein einziger Leitwertsensor ausreichend ist, um das erfindungsgemäße Verfahren optimal durchzuführen, kann ein weiterer Leitwertsensor, in Strömungsrichtung betrachtet, unmittelbar nach der Wasserquelle in einer Strömungsleitung des Strömungsleitungssystems angeordnet sein. Dieser zweite Leitwertsensor gestattet einen unmittelbaren Abgleich zwischen dem Leitwert des frischen Wassers und dem Leitwert des mit einem Pflegemittel versetzten Wassers, also dem Medium innerhalb des Strömungsleitungssystems. Durch diese Maßnahme kann auf eine Speicherung des Leitwertes des frischen Wassers in der Steuerungseinheit verzichtet werden.
Eine bevorzugte Ausführung eines erfindungsgemäßen Getränkeautomaten besteht darin, dass der Getränkeautomat ein als mobiles Einzelgerät oder als Einbaugerät ausgeführter Kaffeeautomat ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Die gezeigten Ausführungsbeispiele stellen dabei keine Einschränkung auf die dargestellten Varianten dar, sondern dienen lediglich der Erläuterung eines Prinzips der Erfindung. Gleiche oder gleichartige Bauteile werden stets mit denselben Bezugsziffern bezeichnet. Um die erfindungsgemäße Funktionsweise veranschaulichen zu können, sind in den Figuren nur stark vereinfachte Prinzipdarstellungen gezeigt, bei denen auf die für die Erfindung nicht wesentlichen Bauteile verzichtet wurde. Dies bedeutet jedoch nicht, dass derartige Bauteile bei einer erfindungsgemäßen Lösung nicht vorhanden sind. Es zeigt:
1: eine erste Variante eines Teils eines Flussbildes eines Strömungsleitungssystems in einem Getränkeautomaten in vereinfachter Darstellung
2: eine zweite Variante eines Teils eines Flussbildes eines Strömungsleitungssystems in einem Getränkeautomaten in vereinfachter Darstellung,
3: ein Diagramm zur Veranschaulichung mehrerer Getränkebezüge sowie eines Entkalkungs- beziehungsweise Reinigungsprozesses mit Messzeitpunkten der Leitwertmessung und
4: einen Getränkeautomaten am Beispiel eines als mobiles Einzelgerät ausgeführten Kaffeeautomaten.
In den 1 und 2 sind zwei verschiedene Varianten eines Teils eines Flussbildes eines Strömungsleitungssystems in einem Getränkeautomaten in vereinfachter Darstellung gezeigt. Die 1 veranschaulicht zunächst ein Flussbild, in dem ein mit einem Pflegemittel 3 befüllter Behälter 2 zwischen einem als Wasserquelle 6 dienenden Wasserbehälter und mehreren Entnahmeeinrichtungen 20, 21, 22 angeordnet ist. In dem Wasserbehälter 6 befindet sich frisches Wasser 4. Der Wasserbehälter 6 ist über eine Strömungsleitung 10 an das Strömungsleitungssystem angeschlossen, wobei die Strömungsleitung 10 in Strömungsrichtung betrachtet, zunächst zwei Mehrwegeventile 14 und 15 aufweist, welche einen ersten Teil des Strömungsleitungssystems, der zur Zubereitung der Getränke dient, von einem zweiten Teil des Strömungsleitungssystems trennen. Der abgetrennte Teil des Strömungsleitungssystems, der vorliegend den Behälter 2 mit dem Pflegemittel 3 aufweist ist als ein Bypass zur Strömungsleitung 10 ausgeführt. In gleichem Maße, wie frisches Wasser 4 in den Behälter 2 eingebracht wird, wird nach dem Prinzip der Volumenverdrängung das in dem Behälter 2 durch Lösung gebildete Medium aus dem Behälter 2 abgeführt und in das Strömungsleitungssystem eingebracht. Der Bypass verfügt ferner über zwei Leitungsknoten, die eine Verbindung zu der Strömungsleitung 10 bilden. In unmittelbarer Nähe dieser Leitungsknoten sind die Mehrwegventile 14 und 15 angeordnet, wobei das Mehrwegventil 14 über eine Speisungsleitung 5 den Zufluss frischen Wassers 4 zu dem Behälter 2 und ein zweites Mehrwegventil 15 über die Speisungsleitung 11 die Zuführung des im Behälter gelösten Pflegemittels 3 in das Strömungsleitungssystem des Getränkeautomaten 1 steuert. Zur Steuerung der Mehrwegventile 14, 15 dient eine in der 1 nicht gezeigte Steuerungseinheit 9. Unmittelbar im Anschluss an die Verbindung zwischen der Speisungsleitung 11 des Bypasses mit der Strömungsleitung 10 des Strömungsleitungssystems ist in erfindungsgemäßer Weise ein Leitwertsensor 7 angeordnet. Dieser Leitwertsensor 7 ist an sich ausreichend, sowohl den Leitwert des aus dem Wasserbehälter 6 stammenden frischen Wassers 4, als auch den Leitwert des sich durch Zugabe des aus der Speisungsleitung 11 stammenden, in Wasser 4 gelösten Pflegemittels 3 aus dem Bypass zu bestimmen. Diese spezielle Anordnung des Leitwertsensors 7 ermöglicht eine fehlerfreie Ermittlung des Leitwertes, unabhängig von Temperatureinflüssen oder Verunreinigungen innerhalb des Strömungsleitungssystems. Bleiben die Mehrwegventile 14, 15 geschlossen, so befindet sich nämlich innerhalb der Strömungsleitung 10 lediglich frisches Wasser 4, so dass der Leitwertsensor 7 den Leitwert des frischen Wassers 4 bestimmen kann. Werden die Mehrwegventile 14, 15 hingegen geöffnet, was aus Sicherheitsgründen nur möglich ist, wenn kein Getränkebezug am Getränkeautomaten 1 erfolgt, entsteht durch Vermischung des frischen Wassers 4 mit dem Pflegemittel 3 ein Medium, das in die Strömungsleitung 10 eintritt und von dem unmittelbar nach seinem Eintritt in die Strömungsleitung 10 mit Hilfe des Leitwertsensors 7 eine weitere Leitwertmessung erfolgt. Eine derartige Ausführung entspricht dem grundlegenden Erfindungsgedanken der vorliegenden Lösung. Bei dem in 1 gezeigten Beispiel übernimmt jedoch ein zweiter Leitwertsensor 8 die Funktion der Leitwertbestimmung des frischen Wassers 4. Dieser Leitwertsensor 8 ist unmittelbar unterhalb des als Wasserquelle dienenden Wassertanks 6 in der Strömungsleitung 10 angeordnet. Ein weiteres Mehrwegventil 13, welches in Strömungsrichtung betrachtet unmittelbar nach dem Wassertank 6, jedoch hinter dem Leitwertsensor 8 in die Strömungsleitung 10 integriert ist, dient der Absperrung der Wasserzuführung zu dem Strömungsleitungssystem. Eine Absperrung des Mehrwegventils 13 ist also beispielsweise dann sinnvoll, wenn ein Pflegeprogramm innerhalb des Getränkeautomaten 1 gestartet wird und das Pflegemittel 3 für einen längeren Zeitraum innerhalb des Strömungsleitungssystems verbleibt. In einem solchen Fall soll durch das Mehrwegventil 13 verhindert werden, dass das aus Wasser 4 und Pflegemittel 3 gebildete Medium in den Wassertank 6 eindringt und das frische Wasser 4 für die Getränkezubereitung unbrauchbar macht. Innerhalb der Strömungsleitung 10 sind zudem eine Pumpe 17 zur Förderung des frischen Wassers 4 aus dem Wasserbehälter 6 in das Strömungsleitungssystem, ein Durchflussmessgerät 19 in Form eines Flowmeters sowie ein Heizelement 18, bei dem es sich hier um einen Wärmetauscher beziehungsweise Thermoblock handelt, vorhanden. Von den Entnahmeeinrichtungen 20, 21, 22 dient die Entnahmeeinrichtung 20 der Abgabe von heißem Wasserdampf, die Entnahmeeinrichtung 21 der Abgabe eines Kaffeegetränkes und die Entnahmeeinrichtung 22 der Abgabe heißen Wassers.
Die 2 zeigt eine zweite Variante eines Teils eines Flussbildes eines Strömungsleitungssystems in einem Getränkeautomaten 1 in vereinfachter Darstellung. Der Unterschied zu der zuvor im Zusammenhang mit der Erläuterung der 1 beschriebenen Lösung besteht hierbei darin, dass der Behälter 2 mit dem Pflegemittel 3 nicht in einen Bypass integriert ist. Vielmehr ist eine Strömungsleitung 12 vorhanden, die über ein Mehrwegventil 23 angesteuert werden kann und damit den Behälter 2 mit frischem Wasser 4 beaufschlagt. In gleichem Maße, wie frisches Wasser 4 in den Behälter 2 eingebracht wird, wird nach dem Prinzip der Volumenverdrängung das in dem Behälter 2 durch Lösung gebildete Medium aus dem Behälter 2 abgeführt und in das Strömungsleitungssystem eingebracht. Das Medium wird anschließend über die Speisungsleitung 5 und ein entsprechend geöffnetes Mehrwegventil 16 in die Strömungsleitung 10 des Strömungsleitungssystems geleitet. Sind die Mehrwegventile 16 und 23 in Richtung des Behälters 2 verschlossen, so ist der das Medium führende Teil des Strömungsleitungssystems von dem Teil des Strömungsleitungssystems abgetrennt, der für die Zubereitung eines Getränkes genutzt wird. Unmittelbar im Anschluss an den Zufluss des Mediums aus der Speisungsleitung 5 ist ein Leitwertsensor 7 zur Ermittlung des Leitwertes des Mediums angeordnet. Darüber hinaus weist die Strömungsleitung 10 unmittelbar unterhalb des Wassertanks 6 einen weiteren Leitwertsensor 8 zur Bestimmung des Leitwertes des frischen Wassers 4 auf. Auch das in 2 gezeigte Strömungsleitungssystem verfügt in der zuvor bereits beschriebenen Weise über eine Pumpe 17, ein Heizelement 18, ein Durchflussmessgerät 19 und mehrere Entnahmeeinrichtungen 20–22. Nachdem ein Lösungsaustritt des Mediums an den Entnahmeeinrichtungen 20–22 zu verzeichnen ist, kann die Lösung des Pflegemittels seine Wirkung entfalten. Je nach Intensität der Nutzung und in Abhängigkeit vom Kalk- oder Verunreinigungsgehalt des Wassers 4 kann die Einwirkzeit 1 Stunde oder länger betragen. In dieser Zeit ist ein Getränkebezug nicht möglich, weshalb der Getränkeautomat 1 gesperrt ist und das Medium in den Strömungsleitungen verbleibt beziehungsweise zirkuliert. Im Anschluss an den Pflegevorgang wird das gesamte Strömungsleitungssystem noch einmal mit frischem Wasser 4 gespült, so dass es frei von Rückständen ist.
Aus der 3 geht in vereinfachter Darstellung ein Diagramm zur Veranschaulichung mehrerer Getränkebezüge sowie eines Entkalkungs- beziehungsweise Reinigungsprozesses mit Messzeitpunkten der Leitwertmessung hervor. Bei der beschriebenen Vorgehensweise findet eine Differenzmessung der Leitwerte statt, so dass eine aufwändige Kalibrierung entfallen kann. Durch die Anordnung des Leitwertsensors 7 unmittelbar nach dem Zufluss des Mediums vom Behälter 2 in die Strömungsleitung 10, kann sehr genau definiert werden, ob in dem Behälter 2 noch ein Pflegemittel 3 in ausreichender Menge vorhanden ist oder ob der Behälter 2 beziehungsweise das Pflegemittel 3 erneuert werden müssen. Die Darstellung in 3 zeigt das gemessene Volumen in Abhängigkeit von der Zeit. Dabei stellen die mit einem „B“ gekennzeichneten Zeitabschnitte jeweils einen Bezug eines Getränkes aus dem Getränkeautomaten dar, während der Zeitabschnitt „SE“ für eine selbstständige Entkalkung/Reinigung steht. Dabei sind zunächst drei zeitlich unterschiedliche Bezüge „B“ dargestellt. Im Anschluss daran erfolgt ein Wechsel des frischen Wassers 4 in dem Wassertank 6, was im Diagramm durch eine gestrichelte Linie veranschaulicht wurde. Nach dem Auffüllen des frischen Wassers 4 in den Wassertank 6 erfolgt beim nächstfolgenden Bezug „B“ eines Getränkes, bei dem Wasser 4 aus dem Wassertank 6 entnommen wird, zunächst nach der Hälfte der Bezugszeit (M₁ = (t₂ – t₁)/2) eine erste Messung „M₁“ des Leitwertes mit Hilfe des Leitwertsensors 7. Dadurch kann zunächst der Leitwert des im Wassertank 6 vorhandenen Frischwassers 4 bestimmt werden. Ähnlich läuft auch der Vorgang nach dem Beginn eines Pflegeprogramms ab, das im vorliegenden Fall selbstständig, also automatisch, zu einem vordefinierten Zeitpunkt gestartet wird, weshalb dieser Prozess in dem Diagramm in 3 auch als „selbstständige Entkalkung/Reinigung“ „SE“ definiert ist. Die Bestimmung des Leitwertes des in das Strömungsleitungssystem eingebrachten Mediums erfolgt dabei nach der Hälfte der Zeit der Einbringung des Mediums in das Strömungsleitungssystem (M₂ = (t₄ – t₃)/2). Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die Messung erst zu einem Zeitpunkt erfolgt, an dem tatsächlich in dem Behälter 2 gelöstes Pflegemittel 3 in das Strömungsleitungssystem eintritt und keine Beeinflussung durch noch in der Speisungsleitung 5 vorhandene Reste eines zuvor durchgeführten Pflegeprogramms vorhanden sind. Durch diese Vorgehensweise kann folglich eine sehr genaue und fehlerfreie Bestimmung des Leitwertes gewährleistet werden, so dass eine zuverlässige Aussage über in dem Behälter 2 vorhandenes Pflegemittel 3 getroffen werden kann.
Letztlich zeigt die 4 einen Getränkeautomaten 1 am Beispiel eines als mobiles Einzelgerät ausgeführten Kaffeeautomaten, in dessen Gehäuse zunächst ein Wassertank 6 integriert ist, in dem sich frisches Wasser 4 befindet. Der Wassertank 6 ist bei dieser Ausführung lösbar in den Getränkeautomaten 1 eingesetzt, so dass er zu seiner Befüllung aus dem Getränkeautomaten 1 entnommen und nach der Befüllung wieder in diesen eingesetzt werden kann. Nur andeutungsweise sind darüber hinaus durch gestrichelte Linien einerseits ein Behälter 2 mit dem darin aufgenommenen Pflegemittel 3 sowie andererseits eine Steuerungseinheit 9 zu Steuerung sämtlicher Funktionen beziehungsweise der für die Erfindung notwendigen Abläufe angedeutet. Der Getränkeautomat 1 weist in seinem vorderen Abschnitt einen oberen Vorsprung 24 auf, unterhalb dessen mehrere Entnahmeeinrichtungen 20, 21 angeordnet sind. Die Entnahmeeinrichtung 20 ist vorliegend eine Dampfdüse zur Abgabe heißen Wasserdampfes und die Entnahmeeinrichtungen 21, von denen hier mehrere vorhanden sind, dienen der Abgabe eines Kaffeegetränkes beziehungsweise eines aus Kaffee bestehenden Mischgetränkes. Unterhalb des oberen Vorsprung bis 24 weist der Getränkeautomat 1 ferner einen unteren Vorsprung 25 auf, der mit einem Abtropfblech 26 ausgestattet ist. Das Abtropfblech 26 dient dem Abstellen eines Gefäßes, um dieses mit dem in dem Getränkeautomaten 1 hergestellten Getränk zu befüllen. Darüber hinaus weist das Abtropfblech 26 mehrere Öffnungen mit kreisrunder oder schlitzförmiger Geometrie auf, die dazu dienen, Flüssigkeitsreste oder übergelaufene Flüssigkeit in einen unterhalb des Abtropfbleches 26 vorhandenen Auffangbehälter abzuführen.
Bezugszeichenliste

1: Getränkeautomat
2: Behälter
3: Pflegemittel
4: Wasser
5: Speisungsleitung
6: Wasserquelle (Wassertank)
7: Leitwertsensor
8: Leitwertsensor
9: Steuerungseinheit
10: Strömungsleitung
11: Speisungsleitung
12: Strömungsleitung
13: Mehrwegventil
14: Mehrwegventil
15: Mehrwegventil
16: Mehrwegventil
17: Pumpe
18: Heizelement
19: Durchflussmessgerät (Flowmeter)
20: Entnahmeeinrichtung
21: Entnahmeeinrichtung
22: Entnahmeeinrichtung
23: Mehrwegeventil
24: oberer Vorsprung
25: unterer Vorsprung
26: Abtropfblech
27: Öffnungen
W: Wasserwechsel
B: Bezug eines Getränkes
SE: selbstständige Entkalkung/Reinigung
M: Messzeitpunkt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 60211588 T2 [0004]
EP 1382281 A1 [0005]
EP 2671480 A2 [0011]

Claims

Verfahren zum Betrieb eines Strömungsleitungssystems eines Getränkeautomaten (1), der einen Behälter (2) mit einem zur Befreiung des Strömungsleitungssystems von durch Verkalkung oder Verunreinigung entstandenen Rückständen geeigneten Pflegemittel (3) aufweist, wobei ein aus dem in Wasser (4) lösbaren Pflegemittel (3) und Wasser (4) gebildetes Medium im Strömungsleitungssystem einer Leitwertmessung unterzogen wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Leitwertmessung des Mediums, in Strömungsrichtung betrachtet, unmittelbar nach dem Eintritt einer das Pflegemittel (3) aus dem Behälter (2) in das Strömungsleitungssystem zuführenden Speisungsleitung (5, 11) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Leitwertmessung des von einer Wasserquelle (6) stammenden Wassers (4) unmittelbar nach dessen Zuführung in das Strömungsleitungssystem erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitwertmessung mit wenigstens einem Leitwertsensor (7, 8) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitwertmessung mit wenigstens einem, eine Differenzmessung durchführenden Leitwertsensor (7 oder 8) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorstehend genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitwertmessung, in Strömungsrichtung betrachtet, vor den in dem Strömungsleitungssystem vorhandenen Aggregaten erfolgt.
Verfahren nach einem der vorstehend genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitwertmessung des frisch zugeführten Wassers (4) zeitlich vor dem Erstbezug oder während des Erstbezuges eines in dem Getränkeautomaten (1) hergestellten Getränkes erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der vor dem Erstbezug oder während des Erstbezuges gemessene Leitwert als Vergleichswert in einer Steuerungseinheit (9) des Getränkeautomaten (1) gespeichert wird.
Verfahren nach einem der vorstehend genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Aktivierung eines Pflegeprogramms des Getränkeautomaten (1) und einer damit einhergehenden Zuführung des Pflegemittels (3) in das Strömungsleitungssystem der Leitwert des dadurch erzeugten Mediums gemessen und mit einem in einer Steuerungseinheit (9) gespeicherten Sollwert verglichen wird, um bei Unterschreitung des Sollwertes das Erfordernis der Befüllung des Behälters (2) oder das Erfordernis des vollständigen Austausches des Behälters (2) zu signalisieren.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei Unterschreitung des Sollwertes der Pflegevorgang insgesamt unterbrochen und erst nach Befüllung des Behälters (2) mit einem Pflegemittel (3) oder nach dem Austausch des Behälters (2) fortgesetzt oder erneut gestartet wird.
Verfahren nach einem der vorstehend genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserbezug und die Zuführung des Pflegemittels (3) in das Strömungsleitungssystem jeweils zeitgesteuert erfolgen und nach der Hälfte der Bezugszeit des Wassers (4) beziehungsweise nach der Hälfte der Zeit der Zuführung des Pflegemittels (3) in das Strömungsleitungssystem je eine Leitwertmessung durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorstehend genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktivierung des Pflegeprogramms manuell angewählt und/oder entsprechend einem vorgegebenen Rhythmus vorprogrammiert ist.
Getränkeautomat zur Anwendung des Verfahrens nach einem der vorstehend genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Getränkeautomat (1) ein Strömungsleitungssystem, einen Behälter (2) für ein Pflegemittel (3), mindestens einen Leitwertsensor (7 oder 8) zur Differenzmessung des Leitwertes des in dem Strömungsleitungssystem vorhandenen Mediums und eine Steuerungseinheit (9) aufweist.
Getränkeautomat nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Strömungsleitungssystem mindestens eine Wasserquelle (6), mehrere Strömungsleitungen (10, 11, 12) sowie Mehrwegventile (13, 14, 15, 16), eine Pumpe (17), ein Heizelement (18), ein Durchflussmessgerät (19) und mehrere Entnahmeeinrichtungen (20, 21, 22) aufweist.
Getränkeautomat nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Leitwertsensor (7) in Strömungsrichtung betrachtet, unmittelbar nach dem Eintritt einer das Pflegemittel (3) aus dem Behälter (2) in das Strömungsleitungssystem zuführenden Speisungsleitung (5) in eine Strömungsleitung (10) des Strömungsleitungssystems angeordnet ist.
Getränkeautomat nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiterer Leitwertsensor (8) in Strömungsrichtung betrachtet, unmittelbar nach der Wasserquelle (6) in einer Strömungsleitung (10) des Strömungsleitungssystems angeordnet ist.
Getränkeautomat nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Getränkeautomat (1) ein als mobiles Einzelgerät oder als Einbaugerät ausgeführter Kaffeeautomat ist.