DE102014103811A1

DE102014103811A1 - Verfahren zum Betrieb des Strömungsleitungssystems eines Getränkeautomaten und Getränkeautomat mit einem Strömungsleitungssystem zur Anwendung des Verfahrens

Info

Publication number: DE102014103811A1
Application number: DE102014103811.8A
Authority: DE
Inventors: Jutta Tembaak; Mario Last; Monique Bissen
Original assignee: BWT AG; Miele und Cie KG
Current assignee: BWT Holding GmbH; Miele und Cie KG
Priority date: 2014-03-20
Filing date: 2014-03-20
Publication date: 2015-09-24

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb des Strömungsleitungssystems eines Getränkeautomaten, bei dem: – ein Vorratsbehälter (1) mit einem in Wasser (2) lösbaren Pflegemittel (3) befüllt ist, – der Vorratsbehälter (1) über einen Wasserzufluss (4) mit frischem Wasser (2) aufgefüllt wird, sobald eine aus dem Wasser (2) und dem in Wasser (2) lösbaren Pflegemittel (3) gebildete, ursprünglich gesättigte Lösung (5) des Pflegemittels (3) zu Pflegezwecken aus dem Vorratsbehälter (1) entnommen wurde, – sich die Dichte der Lösung (5) des gelösten Pflegemittels (3) durch die während der Nutzungsdauer des Vorratsbehälters (1) bei jedem Pflegevorgang erfolgende Wasserzuführung reduziert und – in dem Vorratsbehälter (1) ein Schwimmer (6) vorhanden ist, dessen Dichte der Dichte der Lösung (5) des Pflegemittels entspricht, die diese Lösung unmittelbar vor ihrem vollständigen Verbrauch aufweist, die jedoch gerade noch zur Pflege des Strömungsleitungssystems geeignet ist. Darüber hinaus wird ein Getränkeautomat mit einem Strömungsleitungssystem beschrieben, das einen Vorratsbehälter (1) mit einem in Wasser (2) lösbaren Pflegemittel (3) aufweist, in dessen eine Pflege des Strömungsleitungssystems ermöglichender Lösung (5) ein den Füllzustand des Vorratsbehälters (1) anzeigender Schwimmer (6) enthalten und der zur Anwendung des Verfahrens geeignet ist, wobei der Schwimmer (6) erfindungsgemäß ein auf die Dichte der Lösung (5) des Pflegemittels (3) bei nahezu aufgebrauchter Lösung (5) abgestimmtes Kalibriergewicht (17) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb des Strömungsleitungssystems eines Getränkeautomaten und Getränkeautomat mit einem Strömungsleitungssystem zur Anwendung dieses Verfahrens
In Strömungsleitungssystemen, die auf Wasser basierende Fluide führen, besteht ein häufiges Problem darin, dass sich über einen gewissen Zeitraum betrachtet, Teile des Strömungsleitungssystems sowie der darin enthaltenen Aggregate und Geräte zusetzen. Es hat sich herausgestellt, dass insbesondere Calciumcarbonat und dessen chemische Verbindungen hierfür verantwortlich sind, weil sich dieser gemeinhin als „Kalk“ bezeichnete Stoff in Wasser führenden Leitungen und Aggregaten ablagert und diese entweder außer Betrieb setzt oder eine ungehinderte Fluidströmung zumindest in entscheidendem Maße behindert. Je nach Kalkgehalt des Wassers wird dieses daher auch in verschiedene Härtegrade unterteilt. So unterscheidet man eher weiches Wasser, das einen geringen Kalkanteil aufweist, von hartem Wasser, mit einem hohen Kalkgehalt. Diese Härtegrade des Wassers bestimmen beispielsweise die benötigte Waschmittelmenge beim Waschen von Wäsche oder die Häufigkeit, mit der Wasser verarbeitende oder Wasser führende Leitungen oder Armaturen entkalkt werden müssen. Bekannt und bereits im Einsatz sind hierfür Entkalkungsmittel, die auf Grund einer chemischen Reaktion in der Lage sind, Kalk zu lösen. Dieser Vorgang muss in Abhängigkeit von der bereits erwähnten Wasserhärte mehr oder weniger regelmäßig durchgeführt werden. Aus diesem Grund wird ein entsprechender Vorrat an Entkalkungsmittel in hierzu geeigneten Vorratsbehältern des Strömungsleitungssystems bereitgestellt und bei einer durchzuführenden Entkalkung aus dem Vorratsbehälter entnommen. Neben der hinlänglich bekannten Problematik der Verkalkung in Strömungsleitungssystemen wird häufig weniger beachtet, dass Wasser führende Strömungsleitungen in Abhängigkeit der Gegebenheiten auch eine Belastung mit Keimen aufweisen oder ausbilden können. Eine Keimbildung ist insbesondere zu beobachten, wenn die Flüssigkeit über eine gewisse Zeit in dem Strömungsleitungssystem steht und/oder wenn ein thermisches Umfeld existiert, das die Keimentwicklung zusätzlich begünstigt. Wird ein derartiges Strömungsleitungssystem nicht regelmäßig hinreichend gereinigt und nicht ebenso regelmäßig von Ablagerungen, wie dem zuvor beschriebenen Kalk, befreit, fördert dies auch eine Verkeimung, was insbesondere bei Getränkeautomaten problematisch ist. Die damit einhergehenden Gesundheitsgefahren sind nicht zu unterschätzen und rücken zunehmend in den Fokus der Betrachtung. Teilweise sind bereits Lösungen bekannt und im Einsatz, bei denen einem Entkalkungsmittel geeignete Entkeimungsmittel beigemischt werden, so dass während des Entkalkungsvorganges auch eine Entkeimung des Strömungsleitungssystems erfolgt. Ein derartiges Entkeimungsmittel kann beispielsweise Sorbinsäure sein. Nach einem Entkalkungsvorgang wird das Strömungsleitungssystem mit frischem Wasser gespült und in der Regel noch einmal zusätzlich gereinigt, bevor es wieder seinem eigentlichen Verwendungszweck dienen kann. Zur Reinigung des Strömungsleitungssystems kommen spezielle Reinigungsmittel zum Einsatz, die entweder manuell über einen Wassertank in gelöster Form unmittelbar in das Strömungsleitungssystem abgegeben werden oder für die ein separater Vorratsbehälter zur Verfügung gestellt werden muss. Ein gezielterer und wohldosierter Einsatz der unter dem Begriff "Pflegemittel" zusammengefassten Entkalkungsmittel, Entkeimungsmittel und Reinigungsmittel wirkt sich nicht nur ressourcenschonend aus, sondern trägt auch wesentlich zur Verbesserung des Umweltschutzes bei. Von Bedeutung ist hierbei ebenso ein sinnvoller Einsatz dieser Pflegemittel. Die in Getränkeautomaten verwendeten Vorratsbehälter weisen jedoch bislang einen erheblichen Nachteil auf. Dieser ist darin zu sehen, dass der aus dem Pflegemittel bestehende Inhalt derartiger Vorratsbehälter zur Sicherstellung der optimalen Pflege des Strömungsleitungssystems nicht vollständig aufgebraucht wird. Auf diese Weise kann bis zum Austausch oder zur erneuten Befüllung des Vorratsbehälters gewährleistet werden, dass das in dem Vorratsbehälter enthaltene Pflegemittel stets eine ausreichende Konzentration aufweist. Bisher ist es nur auf diesem Wege möglich, das Strömungsleitungssystem störungsfrei zu betreiben, ohne dass schädliche Ablagerungen der zuvor beschriebenen Art zu verzeichnen sind.
Der Erfindung stellt sich somit das Problem, ein Verfahren zum Betrieb des Strömungsleitungssystems eines Getränkeautomaten bereitzustellen, der einen Vorratsbehälter aufweist, der mit einem in Wasser lösbaren Pflegemittel befüllt ist, das nahezu vollständig aufgebraucht werden kann. Darüber hinaus ist ein Getränkeautomat anzugeben, der für die Anwendung dieses Verfahrens geeignet ist.
Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch ein Verfahren zum Betrieb des Strömungsleitungssystems eines Getränkeautomaten mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und den Merkmalen des Patentanspruches 10 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den sich jeweils anschließenden Unteransprüchen.
Das der Erfindung entsprechende Verfahren zum Betrieb des Strömungsleitungssystems eines Getränkeautomaten umfasst folgende Merkmale:

– einen Vorratsbehälter, der mit einem in Wasser lösbaren Pflegemittel befüllt ist,
– der Vorratsbehälter wird über einen Wasserzufluss mit frischem Wasser aufgefüllt, sobald eine aus dem Wasser und dem in Wasser lösbaren Pflegemittel gebildete, ursprünglich gesättigte Lösung des Pflegemittels zu Pflegezwecken aus dem Vorratsbehälter entnommen wurde,
– die Dichte der Lösung des gelösten Pflegemittels reduziert sich durch die während der Nutzungsdauer des Vorratsbehälters bei jedem Pflegevorgang erfolgende Wasserzuführung und
– in dem Vorratsbehälter ist ein Schwimmer vorhanden, dessen Dichte der Dichte der Lösung des Pflegemittels entspricht, die diese Lösung unmittelbar vor ihrem vollständigen Verbrauch aufweist, also zu einem Zeitpunkt, wenn diese Lösung gerade noch zur Pflege des Strömungsleitungssystems geeignet ist.

Der verfahrensgemäß zum Einsatz kommende Schwimmer hat dabei die Aufgabe, das frisch zugeführte Wasser von dem Teil innerhalb des Vorratsbehälters zu trennen, in dem sich das Pflegemittel befindet. Diese Trennung ist jedoch nicht absolut, was bedeutet, dass Teile des frischen Wassers mit dem Pflegemittel in Verbindung treten und dadurch eine gesättigte Lösung des Pflegemittels erzeugt wird. Trotz dieser teilweisen Vermengung zwischen Pflegemittel und Wasser bleibt der Schwimmer zwischen den sich somit ausbildenden Schichten. Dieser Effekt wird entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren genutzt, um den Schwimmer gleichzeitig als Verbrauchsanzeige der Lösung zu nutzen. Durch die Anpassung der Dichte des Schwimmers an die Dichte der Lösung, wenn diese nahezu aufgebraucht ist, gelingt es erstmals, auf einfache Weise eine Verbrauchsanzeige umzusetzen, die erst bei annähernd vollständigem Verbrauch der Lösung wirksam wird, also zu einem Zeitpunkt aktiviert wird, wenn in dem Vorratsbehälter eine Lösung existiert, die eine Dichte aufweist, die sich der Dichte des Wassers annähert. Von Bedeutung ist hierbei insbesondere, dass eine Abstimmung dieser Dichte des Schwimmers so exakt erfolgen kann, dass eine zuverlässige Pflege des Strömungsleitungssystems und damit dessen hundertprozentiger Betrieb gewährleistet bleibt, bis die in dem Vorratsbehälter enthaltene Lösung nicht mehr für den Pflegevorgang verwendet werden kann. Erst anschließend erfolgt der Austausch des Vorratsbehälters beziehungsweise dessen Neubefüllung. Der Inhalt des Vorratsbehälters kann damit optimal ausgenutzt werden. So ist es beispielsweise auch möglich, das Erfordernis eines Austausches des Vorratsbehälters bereits etwa 2–3 Wochen vor dem vollständigen Verbrauch der darin enthaltenen Lösung anzuzeigen. Selbstverständlich kann jedoch jeder beliebige Zeitpunkt für eine Anzeige gewählt werden, um den Vorratsbehälter auszutauschen. Die Varianz dieses Zeitpunktes lässt sich exakt durch die Auslegung der Dichte des Schwimmers definieren. Damit bleibt die volle Funktionsfähigkeit des Pflegemittels jederzeit gewährleistet.
Eine erste Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass der Schwimmer in Abhängigkeit von der im Laufe der Nutzungsdauer abnehmenden Dichte der Lösung des Pflegemittels in der Lösung absinkt. Diese in Analogie zu einem Galileo-Thermometer entwickelte Maßnahme kann durch die exakt auf die Dichte der Lösung des Pflegemittels in einem definierten Verbrauchszustand abgestimmte Dichte des Schwimmers erreicht werden. Der Vorgang des Absinkens des Schwimmers resultiert folglich aus der in Relation zum Schwimmer abnehmenden Dichte der diesen aufnehmenden Lösung des Pflegemittels, die sich durch das im Laufe der Zeit zugeführte frische Wasser ergibt. Das Absinken des Schwimmers wird folglich in sinnvoller Weise genutzt, um zu einem bestimmten Zeitpunkt einen Kontakt oder ein Signal auszulösen und damit den bevorstehenden Verbrauch der Lösung des Pflegemittels anzuzeigen.
Zur Erhöhung der Sicherheit kann das erfindungsgemäße Verfahren darüber hinaus ergänzt werden, in dem die Dichte der Lösung des Pflegemittels in regelmäßigen Zeitabständen mittels geeigneter Messwerterfassungseinrichtungen bestimmt und mittels einer hierzu geeigneten Steuerungseinheit auf ihre Brauchbarkeit zur Pflege des Strömungsleitungssystems hin überprüft wird. Diese als redundant zu betrachtende Maßnahme ist nicht zwingend erforderlich, jedoch nutzbar, um die Wahrscheinlichkeit des Ausfalls des Strömungsleitungssystems auf ein absolutes Minimum zu beschränken.
Sinnvoll ist es in jedem Fall, eine Anzeige des Verbrauchszustandes der Lösung in einer hierzu geeigneten Anzeigeeinrichtung vorzunehmen, wie es einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens entspricht. Durch die Anzeigeeinrichtung kann dem Anwender eines hiermit ausgestatteten Getränkeautomaten beispielsweise zu jedem Zeitpunkt oder zu ausgewählten Zeitpunkten angezeigt werden, welchen Verbrauchszustand die Lösung des Pflegemittels im Vorratsbehälter aufweist und ob diese noch geeignet ist, das Strömungsleitungssystem vorschriftsgemäß zu pflegen.
Um einerseits eine Trennung zwischen dem dem Vorratsbehälter zugeführten frischen Wasser und der Lösung des Pflegemittels zu gewährleisten und andererseits eine hinreichende Durchmischung von Pflegemittel und Wasser zu ermöglichen, wird darüber hinaus vorgeschlagen, dass zwischen dem Außenumfang des Schwimmers und dem Innenumfang der Innenwand des Vorratsbehälters ein Spalt vorhanden ist. Der Spalt führt dazu, dass aufgrund des Konzentrationsgefälles zwischen Wasser und Lösung des Pflegemittels ein osmotischer Druck entsteht. Durch Diffusion bildet sich ferner eine Vermischung des frischen Wassers mit dem Pflegemittel aus. Der Spalt, der eine sehr einfache und fertigungstechnisch problemlos umsetzbare Ausführung darstellt, führt folglich dazu, dass eine nur bereichsweise Vermischung des Wassers mit der gesättigten Lösung des Pflegemittels erfolgt. So kann auf einfache Weise erreicht werden, dass sich im Vorratsbehälter bodennah eine Unterschicht aus gesättigter Lösung des Pflegemittels, darüber eine sich während der Nutzungsdauer des Vorratsbehälters des Strömungsleitungssystems eines Getränkeautomaten ausdehnende Zwischenschicht aus gesättigter Lösung und Wasser und darüber eine Oberschicht aus frischem Wasser ausbildet. Der Schwimmer schwimmt bei dieser Ausführungsvariante innerhalb der Zwischenschicht. Durch die unterschiedliche Dichte der einzelnen Schichten bleibt eine Trennung derselben bestehen, die in der erfindungsgemäßen Weise genutzt werden kann. Der Spalt zwischen dem Außenumfang des Schwimmers und dem Innenumfang der Innenwand des Vorratsbehälters sollte dabei relativ klein gehalten werden und kann auf den Durchmesser des Schwimmers bezogen, beispielsweise nur 0,5–1,5 mm, vorzugsweise 1 mm betragen.
Neben der Dichte, die im Zusammenhang mit der Erfindung immer wieder beschrieben wird und für die Ausführung der Erfindung eine wesentliche physikalische Größe darstellt, gibt es innerhalb eines Getränkeautomaten natürlich weitere Einflussgrößen, die unter Umständen auch Einfluss auf die Dichte der Lösung des Pflegemittels nehmen können. So führt beispielsweise die Erhöhung der Temperatur innerhalb des Getränkeautomaten zu einer Reduzierung der Viskosität und damit der Dichte der Lösung. Aus diesem Grund wird vorgeschlagen, in regelmäßigen Zeitabständen Messungen der Viskosität, der Dichte und/oder der Temperatur der Lösung des Pflegemittels durchzuführen, die in der Steuerungseinheit des Getränkeautomaten mit hier gespeicherten Sollwerten vergleichbar sind, um bei Unterschreitung der Sollwerte der Dichte und/oder der Viskosität der Lösung des Pflegemittels eine Regulierung der Konzentration des Pflegemittels im Strömungsleitungssystem durch zusätzliche Zuführung oder Reduzierung frischen Wassers vorzunehmen.
Neben dem Umstand, dass der Schwimmer zur Anzeige des aktuellen Füllstandes des Vorratsbehälters genutzt werden kann, was beispielsweise durch ein Sichtfenster im Vorratsbehälter und eine hierzu korrespondierende farbliche Markierung am Schwimmer umsetzbar ist, geht ein weiterführender Vorschlag zur Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens dahin, mittels mindestens einer aus einem Messwertgeber und einem Messwertaufnehmer bestehende Sensoreinheit ein den jeweils aktuellen Füllstand des Vorratsbehälters anzeigendes Signal zu erzeugen, wobei ein Element der Sensoreinheit Bestandteil des Vorratsbehälters und das korrespondierende, andere Element der Sensoreinheit an oder in dem Schwimmer angeordnet ist. Mit anderen Worten kann zum Beispiel in den Schwimmer ein Messwertgeber integriert werden und korrespondierend hierzu am Vorratsbehälter ein Messwertaufnehmer vorgesehen sein. Der umgekehrte Fall liegt ebenfalls im Bereich der Erfindung. Die Verwendung einer Sensoreinheit vereinfacht die Bearbeitung der Signale und ermöglicht darüber hinaus eine Anzeige in der bereits beschriebenen Anzeigeeinrichtung.
Alternativ zu dem zuvor beschriebenen Vorschlag geht eine andere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens dahin, dass eine aus einem Messwertgeber und einem Messwertaufnehmer bestehende Sensoreinheit erst dann ein Signal erzeugt, wenn die Dichte der im Vorratsbehälter enthaltenen, weitgehend aufgebrauchten Lösung einen Wert erreicht hat, die gerade noch zur Pflege des Strömungsleitungssystems geeignet ist, wobei auch hier, wie bereits zuvor beschrieben, ein Element der Sensoreinheit Bestandteil des Vorratsbehälters und das korrespondierende, andere Element der Sensoreinheit an oder in dem Schwimmer angeordnet ist.
Neben der eingangs bereits beschriebenen Möglichkeit, eine Anzeigeeinrichtung dazu zu nutzen, den jeweils aktuellen Verbrauchszustand der Lösung des Pflegemittels darzustellen, geht eine weiter vereinfachte, sehr vorteilhafte Lösung dahin, lediglich das Erfordernis des Austausches des Vorratsbehälters oder das Erfordernis der Neubefüllung des Vorratsbehälters mittels der hierzu geeigneten Anzeigeeinrichtung wahrnehmbar zu machen, das heißt, anzuzeigen.
Ein erfindungsgemäßer Getränkeautomat mit einem Strömungsleitungssystem, das einen Vorratsbehälter mit einem in Wasser lösbaren Pflegemittel aufweist, in dessen eine Pflege des Strömungsleitungssystems ermöglichender Lösung ein den Füllzustand des Vorratsbehälters anzeigender Schwimmer enthalten ist und der zur Anwendung des zuvor beschriebenen Verfahrens geeignet ist, wurde erfindungsgemäß dahingehend weitergebildet, dass der Schwimmer ein auf die Dichte der Lösung des Pflegemittels bei nahezu aufgebrauchter Lösung abgestimmtes Kalibriergewicht aufweist. Hierbei lässt sich erneut der Bogen zu einem Galileo-Thermometer spannen. Bei einem derartigen Thermometer weisen die zumeist mit farbigem Alkohol befüllten Glaskugeln an ihrer Unterseite angehängte Gewichte auf, die sich in Abhängigkeit von der Dichte der die Glaskugeln aufnehmenden Flüssigkeit unterscheiden. Maßgeblich ist dabei, dass die Temperatur die Dichte der die Glaskugeln aufnehmenden Flüssigkeit ändert und jedes Gewicht einer bestimmten Temperatur und der dabei gegebenen Dichte der Flüssigkeit entspricht. Dieser physikalische Effekt wird auch für die Ausführung des Schwimmers genutzt, dessen Ausführung mit einem Kalibriergewicht einfach herzustellen ist und an unterschiedliche Gegebenheiten angepasst werden kann. Ändert sich beispielsweise die Zusammensetzung des Pflegemittels und damit die Dichte seiner Lösung, so ist die korrespondierende Änderung des Kalibriergewichts ohne weiteres möglich, ohne dass eine aufwändige Serieumstellung erfolgen muss. Dieser insbesondere für die Fertigung eines erfindungsgemäßen Getränkeautomaten wesentliche Aspekt spiegelt sich auch in der Möglichkeit der Senkung der Herstellungskosten wieder.
Wie dies bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erläutert wurde, weist der Getränkeautomat eine Steuerungseinheit auf. Diese Steuerungseinheit ist für unterschiedliche Zwecke des Getränkeautomaten sinnvoll nutzbar. So können hier beispielsweise Sollwerte der Temperatur, Gedichte und/oder der Viskosität abgespeichert werden, die zur Auswertung des Ist-Zustandes durch Vergleich mit den Sollwerten verwendbar sind. Abweichungen von den Sollwerten können somit beispielsweise in sinnvoller Weise genutzt werden, um in den Prozess der Pflege des Strömungsleitungssystems regulierend einzugreifen.
Wie eingangs bereits ausgeführt wurde, kann das Pflegemittel sowohl ein Entkalkungsmittel, als auch ein Reinigungsmittel und/oder ein Entkeimungsmittel beziehungsweise eine Mischung aus verschiedenen Mitteln sein. Handelt es sich bei dem Pflegemittel zum Beispiel um ein reines Entkalkungsmittel, so kann hierfür eine Säure zum Einsatz kommen. Aus ökologischen Gesichtspunkten heraus wird dabei häufig auf eine Apfelsäure zurückgegriffen, deren Konzentration bei Sättigung beispielsweise bei etwa 700 g/l liegt. Andere Säuren können Abweichungen hinsichtlich der Sättigung aufweisen. In Abhängigkeit von dem einzusetzenden Pflegemittel muss folglich der Schwimmer auf die entsprechende Dichte der Lösung hin ausgelegt sein, die der Dichte des Pflegemittels bei nahezu aufgebrauchter Lösung entspricht. Wie anhand der zuvor genannten Beispiele erkennbar wird, liegt diese daher vorzugsweise in einem Bereich zwischen 100 g/l bis 700 g/l oder zwischen 180 g/l und 350 g/l, wobei ein sehr vorteilhafter Wert der Schwimmerdichte für eine Lösung mit einer Pflegemittelkonzentration von etwa 200 g/l zu sehen ist.
Um das erfindungsgemäße Verfahren mit einem Getränkeautomaten durchführen zu können kommt bevorzugt eine am oder im Vorratsbehälter und korrespondierend hierzu am oder im Schwimmer angeordnete Sensoreinheit aus einem den Messwert erzeugenden optischen oder magnetischen Messwertgeber und einem hierzu korrespondierenden Messwertaufnehmer zum Einsatz. Optische und magnetische Sensoreinheiten sind für den vorliegenden Anwendungsfall in besonders vorteilhafter Weise geeignet. So kann bei Einsatz einer optischen Sensoreinheit beispielsweise ein Sichtfenster im Vorratsbehälter vorgesehen werden und ein Laser mit einer hierzu geeigneten Sende- und Empfangseinheit auf eine reflektierende Fläche des Schwimmers gerichtet werden. Eine andere Ausführungsvariante besteht in einem Messwertgeber, der als ein Magnet ausgeführt ist, wobei als korrespondierender Messwertaufnehmer ein magnetfeldempfindlicher Sensor zum Einsatz kommt. Die zuletzt genannte Variante hat den Vorteil, dass das sich ausbildende Magnetfeld den Werkstoff des Vorratsbehälters durchdringt und somit keine zusätzlichen, baulichen Maßnahmen vorgesehen werden müssen.
Bei dem erfindungsgemäßen Getränkeautomat handelt es sich vorzugsweise um einen Kaffeeautomaten, der in ganz besonderer Weise von einer effizienten Reinigung, Entkalkung und gegebenenfalls Entkeimung abhängig ist, da es sich bei Kaffee um ein Lebensmittel handelt und der Gesetzgeber hier sehr strenge Hygienevorschriften aufgestellt hat.
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: einen schematisch sehr stark vereinfachten Teilschnitt durch einen Vorratsbehälter,
2: ausschnittsweise einen Schnitt durch eine konstruktive Ausführung des oberen Abschnitt des eines Vorratsbehälters,
3: drei unterschiedliche Stadien der Lösung des Pflegmittels in einem Vorratsbehälter,
4: mehrere Diagramme zur Darstellung der Abhängigkeit verschiedener, in einem Getränkeautomaten relevanter physikalischer Größen
und
5: beispielhaft und in perspektivischer Ansicht die Darstellung eines Getränkeautomaten.
Aus der 1 geht ein schematisch sehr stark vereinfachter Teilschnitt durch einen Vorratsbehälter 1 hervor, wie er zur Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens und in einem Getränkeautomaten zum Einsatz kommen kann. Dieser Vorratsbehälter 1 besteht aus einem Gehäuse 32, dessen oberen Abschluss ein Deckel 31 bildet. Bestandteil des Deckels 31 ist ein Wasserzufluss 4, durch den frisches Wasser 2 in den Vorratsbehälter 1 geleitet werden kann. An anderer Stelle des Deckels 31 ist darüber hinaus eine Ableitung 30 des gelösten Pflegemittels 3 vorhanden, um dieses bei Bedarfs in das Strömungsleitungssystem des Getränkeautomaten abzugeben. Das Gehäuse 32 des Vorratsbehälters 1 weist hier eine zylindrische Geometrie auf, die ein Absinken des in dem Vorratsbehälter 1 angeordneten Schwimmers 6 bis auf den Grund des Vorratsbehälters 1 ermöglicht. Neben dieser Gestaltung kann der Vorratsbehälter 1 jedoch auch eine leicht konische Ausführung aufweisen, was aus fertigungstechnischen Gründen eine Verbesserung darstellt, weil beispielsweise ein gusstechnisch erzeugter Vorratsbehälter 1 in einem solchen Fall leichter zu entformen ist. Der Vorratsbehälter 1 nimmt in seinem unteren Abschnitt eine Lösung 5 des Pflegemittels 3 auf. Diese Lösung 5 weist eine im Vergleich zu dem oberhalb des Schwimmers 6 vorhandenen Wasser 2 eine relativ hohe Dichte auf, da es sich hierbei um eine ursprünglich gesättigte Lösung 5 des Pflegemittels 3 handelt. Der Schwimmer 6 enthält ferner ein Kalibriergewicht 17, so dass sein Gewicht exakt auf die Dichte der Lösung 5 des Pflegemittels 3 unmittelbar vor dessen Verbrauch abgestimmt ist. So ist es vorteilhaft, dass bei Verwendung von Apfelsäure als Pflegemittel die Schwimmerdichte einen Wert im Bereich von 1,15 bis 1,25 Kg/l aufweist. Darüber hinaus verfügt der Schwimmer 6 über einen Messwertgeber 15, bei dem es sich vorliegend um einen Magneten handelt. Dieser Messwertgeber 15 korrespondiert mit einem außerhalb des Vorratsbehälters 1 angeordneten Messwertaufnehmer 16, der als magnetfeldempfindlicher Sensor ausgeführt ist. Somit Bildenden der Messwertgeber 15 und der Messwertaufnehmer 16 eine Sensoreinheit, die wirksam wird, wenn der Schwimmer 6 aufgrund seiner Dichte bis in den Bereich des Bodens des Vorratsbehälters 1 abgesunken ist. Das durch die Sensoreinheit 15, 16 erzeugte Signal lässt sich innerhalb einer Steuerungseinheit 7 verarbeiten und beispielsweise im Rahmen einer Anzeigeeinrichtung 8 zur Signalisierung des Erfordernisses des Austauschs des Vorratsbehälters 1 nutzen.
In der 2 ist eine konstruktive Ausführung des oberen Abschnittes eines Vorratsbehälters 1 mehr im Detail dargestellt. Der Vorratsbehälter 1 besteht dabei aus einem Gehäuse 32, dessen oberen Abschluss der Deckel 31 bildet. Sowohl das Gehäuse 32, als auch der Deckel 31 sind jeweils aus einem Kunststoff hergestellt und in diesem Fall durch ein Schweißverfahren unlösbar miteinander verbunden, so dass der gezeigte Vorratsbehälter 1 als Einwegbehälter ausgeführt ist. Wie aus der Darstellung in 2 ferner sehr anschaulich hervorgeht, befindet sich im unteren Abschnitt des Vorratsbehälters 1 das in diesem Fall noch ungelöste Pflegemittel 3. Das Pflegemittel 3 liegt zu diesem Zeitpunkt in gepresster Tablettenform vor. Über den Wasserzufluss 4 kann dem Vorratsbehälter 1 frisches Wasser 2 zugeführt werden. Um zu verhindern, dass ein Rücklauf des in den Vorratsbehälter 1 eingebrachten Wassers 2 erfolgt, weist der Wasserzufluss 4 ein Einwegventil 29 auf, dessen Verschlusselement hier kugelförmig ausgeführt wurde. Oberhalb des Pflegemittels 3 ist darüber hinaus in dem Vorratsbehälter der Schwimmer 6 eingesetzt, der im dargestellten Beispiel ebenfalls aus einem Kunststoff besteht. Ein geeigneter Kunststoff zur Herstellung des Schwimmers 6 ist beispielsweise Polypropylen (PP). Der Schwimmer 6 besteht aus einem Oberteil und einem Unterteil, die über eine Rastverbindung miteinander verbunden sind. Diese zweiteilige Ausführung wurde vorliegend gewählt, um in den Schwimmer 6 ein Kalibriergewicht 17 und den durch einen Magneten gebildeten Messwertgeber 15 einsetzen zu können. Hinsichtlich der Auslegung des Schwimmers 6 ist anzumerken, dass dieser eine Größe beziehungsweise einen Außenumfang 9 aufweist, der kleiner ist, als der Innenumfang 10 des Vorratsbehälters 1. Dies hat zur Folge, dass zwischen dem Außenumfang 9 des Schwimmers 6 und dem Innenumfang 10 des Vorratsbehälters 1 ein Spalt 11 verbleibt. Damit ist gewährleistet, dass der Schwimmer 6 innerhalb des Vorratsbehälters 1 absinken kann. Die Breite des Spaltes 11 kann hierbei beispielsweise 1 mm betragen und ist folglich relativ gering gehalten, um die Vermischung des Wassers 2 mit dem Pflegemittel 3 nicht ungehindert, sondern gezielt zu ermöglichen.
In der 3 sind mit a), b) und c) drei unterschiedliche Stadien der Lösung des Pflegmittels 3 in dem Vorratsbehälter 1 dargestellt. Betrachtet man zunächst den Bildteil a), in dem der Beginn der Lösung des Pflegemittels 3 veranschaulicht ist, so befindet sich hierbei der Schwimmer 6 oberhalb der gesättigten Lösung 5 des Pflegemittels 3. Diese gesättigte Lösung 5 bildet eine Unterschicht 12 innerhalb des Vorratsbehälters 1. Oberhalb des Schwimmers 6 ist hingegen lediglich frisches Wasser 2 vorhanden, das folglich eine Oberschicht 14 bildet. Zu diesem Zeitpunkt ist lediglich eine anfängliche Lösung 5 des Pflegemittels 3 innerhalb des Vorratsbehälters 1 eingetreten. Der Bildteil b) in 3 zeigt ein fortgeschrittenes Stadium der Lösung des Pflegemittels 3. Folglich ist hierbei bereits ein Teil der Lösung 5 des Pflegemittels 3 aufgebraucht worden. In dieser Phase befindet sich der Schwimmer 6 etwa mittig des Vorratsbehälters 1 innerhalb einer Zwischenschicht 13, in der sich eine Mischung aus Pflegemittel 3 und Wasser 2 gebildet hat. Unterhalb dieser Zwischenschicht 13 ist im Vergleich mit dem Bildteil a) die Unterschicht 12 aus der gesättigten Lösung 5 zu erkennen, die sich bereits deutlich verkleinert hat. Oberhalb der Zwischenschicht 13 befindet sich auch hierbei weiterhin die Oberschicht 14 aus Wasser 2. Aus dem Bildteil c) der 3 geht schließlich ein Stadium hervor, bei dem das in dem Vorratsbehälter 1 enthaltende, gelöste Pflegemittel 3 nahezu vollständig aufgebraucht ist. Seine Konsistenz reicht hierbei jedoch noch aus, das Strömungsleitungssystem des Getränkeautomaten ausreichend zu pflegen, das heißt beispielsweise zu entkalken. In dieser Phase nähert sich der Zeitpunkt, zu dem der Vorratsbehälter 1 gegen einen neuen ausgetauscht werden muss beziehungsweise zu dem eine erneute Befüllung des Vorratsbehälters 1 mit Pflegemittel 3 erfolgen muss. Die Zwischenschicht 13 aus dem in Wasser 2 gelösten Pflegemittels 3 hat hierbei den überwiegenden Teil des Innenraumes des Vorratsbehälters 1 eingenommen, während sich der Schwimmer 6 bereits im unteren Abschnitt des Vorratsbehälters 1 befindet. Auch hierbei ist nach wie vor die Oberschicht 14 aus frischem Wasser 2 in etwa gleich bleibender Stärke oberhalb der Zwischenschicht 13 vorhanden.
In 4 sind mehrere Diagramme zur Darstellung der Abhängigkeit verschiedener, in einem Getränkeautomaten relevanter physikalischer Größen gezeigt. Diese Größen können in einem Getränkeautomaten Einfluss auf die Dichte der Lösung 5 des Pflegemittels 3 nehmen. Die Kenntnis der dargestellten physikalischen Abhängigkeiten ermöglicht daher eine sehr genaue Abstimmung der innerhalb des Getränkeautomaten vorzunehmenden Korrekturen während eines ablaufenden Pflegeprogramms. In dem Bildteil a) der 4 ist ohne Wertangaben die Abhängigkeit der Dichte ς in g/ml in Relation zur Konzentration in g/l dargestellt. Wie hieraus hervorgeht, besteht zwischen den genannten Größen eine lineare Abhängigkeit, das heißt, mit zunehmender Dichte nimmt auch die Konzentration des gelösten Pflegemittels 3 proportional zu. Der Bildteil b) zeigt die Abhängigkeit der Viskosität in mPas über der Temperatur in °C, wobei die obere Kurve als Beispiel für eine gesättigte Säure als Entkalkungsmittel, die mittlere Kurve eine mittlere Konzentration der Säure und die untere Kurve eine geringe Konzentration der Säure zeigt.
Aus dem Bildteil c) geht die Abhängigkeit der Viskosität in mPas von der Konzentration des Pflegemittels 3 in g/l bei Raumtemperatur hervor. Schließlich zeigt der Bildteil d) zwei Kurven, die die Konzentration des gelösten Pflegemittels 3 im Strömungsleitungssystem (Konz_St) in Abhängigkeit von der Konzentration des gelösten Pflegemittels 3 innerhalb des Vorratsbehälters 1 (Konz_V) deutlich macht, wobei die Kurven zwei unterschiedliche Fließgeschwindigkeiten innerhalb des Strömungsleitungssystems veranschaulichen. Die obere Kurve zeigt dabei eine hohe Fließgeschwindigkeit und die untere Kurve eine niedrige Fließgeschwindigkeit des Mediums innerhalb des Strömungsleitungssystems. Hieraus wird ersichtlich, dass die Konzentration auch unmittelbar von der Fließgeschwindigkeit abhängt.
Die 5 veranschaulicht am Beispiel eines als Kaffeeautomaten 18 ausgeführten Getränkeautomaten die Möglichkeit, der Unterbringung eines Vorratsbehälters 1 in einem derartigen Kaffeeautomaten 18. Hierfür ist seitlich des als Einzelgerät aufstellbaren Kaffeeautomaten 18 ein Seitenfach 19 vorhanden, dass dem Einsetzen beziehungsweise dem Auswechseln des dahinter angedeuteten Vorratsbehälters 1 dient, der im Geräteinneren, hinter diesem Seitenfach 19 angeordnet ist. An der Oberseite 20 des Kaffeeautomaten 18 sind zudem zwei Abdeckklappen 21, 22 angeordnet, von denen die Abdeckklappe 21 zur Befüllung des Kaffeeautomaten 18 mit Kaffee oder Kaffeepulver und die andere Abdeckklappe 22 zum Nachfüllen frischen Wassers 2 nutzbar ist. Im Frontbereich des Kaffeeautomaten 18 verfügt dieser über einen oberen Vorbau 23, in dem vor Sicht geschützt mehrere Entnahmeeinrichtungen 24, 25 untergebracht sind. Bei der Entnahmeeinrichtung 24 handelt es sich im vorliegenden Fall um eine Dampfdüse zur Abgabe heißen Wasserdampfes. Die Entnahmeeinrichtung 25 stellt hingegen eine Brüheinheit mit mehreren, zur Abgabe von Kaffeegetränken geeigneten Düsen dar. Diese Brüheinheit 25 ist zudem bei dieser Ausführung in der Höhe verschiebbar angeordnet, so dass sie der Höhe eines auf einer Abstellfläche 26 abgestellten Trinkgefäßes angepasst werden kann, ohne dass bei der Abgabe des Getränkes ein Verspritzen erfolgt. Die Abstellfläche 26 ist vorliegend Bestandteil eines unteren Vorbaus 27 und als ein Abtropfblech ausgeführt, das mit mehreren Öffnungen 28 versehen ist, um Flüssigkeitsreste in einen hierfür unterhalb der Abstellfläche 26 vorhandenen Auffangbehälter abzuführen. In den oberen Vorbau 23 ist gleichermaßen eine Anzeigeeinrichtung 8 integriert, die der Darstellung wichtiger Informationen dient. So kann dieser Anzeigeeinrichtung 8 dazu genutzt werden, den Verbrauch des in dem Vorratsbehälter ein vorhandenen, gelösten Pflegemittels 3 anzuzeigen und darüber hinaus das Erfordernis des Austausches des Vorratsbehälters 1 Byte vollständig im Verbrauch des Pflegemittels 3 zu signalisieren. Lediglich andeutungsweise ist darüber hinaus durch gestrichelte Linien einer Steuerungseinheit 7 innerhalb des Kaffeeautomaten 18 gezeigt. Diese Steuerungseinheit übernimmt zentrale Aufgaben bei der Überwachung der Funktionen des Kaffeeautomaten 18.
Bezugszeichenliste

1: Vorratsbehälter
2: Wasser
3: Pflegemittel
4: Wasserzufluss
5: Lösung (des Pflegemittels)
6: Schwimmer
7: Steuerungseinheit
8: Anzeigeeinrichtung
9: Außenumfang
10: Innenumfang
11: Spalt
12: Unterschicht aus gesättigter Lösung
13: Zwischenschicht
14: Oberschicht aus Wasser
15: Messwertgeber
16: Messwertaufnehmer
17: Kalibriergewicht
18: Kaffeeautomat
19: Seitenfach
20: Oberseite
21: Abdeckklappe
22: Abdeckklappe
23: oberer Vorbau
24: Entnahmeeinrichtung
25: Entnahmeeinrichtung
26: Abstellfläche
27: unterer Vorbau
28: Öffnungen
29: Einwegventil
30: Ableitung des Pflegemittels
31: Deckel
32: Gehäuse

Claims

Verfahren zum Betrieb des Strömungsleitungssystems eines Getränkeautomaten, bei dem: – ein Vorratsbehälter (1) mit einem in Wasser (2) lösbaren Pflegemittel (3) befüllt ist, – der Vorratsbehälter (1) über einen Wasserzufluss (4) mit frischem Wasser (2) aufgefüllt wird, sobald eine aus dem Wasser (2) und dem in Wasser (2) lösbaren Pflegemittel (3) gebildete, ursprünglich gesättigte Lösung (5) des Pflegemittels (3) zu Pflegezwecken aus dem Vorratsbehälter (1) entnommen wurde, – sich die Dichte der Lösung (5) des gelösten Pflegemittels (3) durch die während der Nutzungsdauer des Vorratsbehälters (1) bei jedem Pflegevorgang erfolgende Wasserzuführung reduziert und – in dem Vorratsbehälter (1) ein Schwimmer (6) vorhanden ist, dessen Dichte der Dichte der Lösung (5) des Pflegemittels entspricht, die diese Lösung unmittelbar vor ihrem vollständigen Verbrauch aufweist, die jedoch gerade noch zur Pflege des Strömungsleitungssystems geeignet ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwimmer (6) in Abhängigkeit von der im Laufe der Nutzungsdauer abnehmenden Dichte der Lösung (5) des Pflegemittels (3) in der Lösung (5) absinkt.
Verfahren nach einem der vorstehend genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichte der Lösung (5) des Pflegemittels (3) in regelmäßigen Zeitabständen mittels geeigneter Messwerterfassungseinrichtungen bestimmt und mittels einer hierzu geeigneten Steuerungseinheit (7) auf ihre Brauchbarkeit zur Pflege des Strömungsleitungssystems hin überprüft wird
Verfahren nach einem der vorstehend genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anzeige des Verbrauchszustandes der Lösung (5) in einer hierzu geeigneten Anzeigeeinrichtung (8) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorstehend genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Außenumfang (9) des Schwimmers (6) und dem Innenumfang (10) der Innenwand des Vorratsbehälters (1) ein Spalt (11) vorhanden ist, sodass eine bereichsweise Vermischung des Wassers (2) mit der gesättigten Lösung (5) des Pflegemittels (3) derart erfolgt, dass sich bodennah im Vorratsbehälter (1) eine Unterschicht (12) aus gesättigter Lösung (5) des Pflegemittels (3), darüber eine sich während der Nutzungsdauer des Vorratsbehälters (1) des Strömungsleitungssystems eines Getränkeautomaten ausdehnende Zwischenschicht (13) aus gesättigter Lösung (5) und Wasser (2) und darüber eine Oberschicht (14) aus frischem Wasser (2) ausbildet, wobei der Schwimmer (6) innerhalb der Zwischenschicht (13) schwimmt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in regelmäßigen Zeitabständen Messungen der Viskosität, der Dichte und/oder der Temperatur der Lösung (5) des Pflegemittels (3) durchgeführt und in der Steuerungseinheit (7) des Getränkeautomaten mit hier gespeicherten Sollwerten verglichen werden, um bei Unterschreitung der Sollwerte der Dichte und/oder der Viskosität der Lösung (5) des Pflegemittels (3) eine Regulierung der Konzentration des Pflegemittels (3) im Strömungsleitungssystem durch zusätzliche Zuführung oder Reduzierung des Wassers (2) vorzunehmen.
Verfahren nach einem der vorstehend genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwimmer (6) zur Anzeige des aktuellen Füllstandes des Vorratsbehälters (1) genutzt wird.
Verfahren nach einem der vorstehend genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine aus einem Messwertgeber (15) und einem Messwertaufnehmer (16) bestehende Sensoreinheit ein den jeweils aktuellen Füllstand des Vorratsbehälters (1) anzeigendes Signal erzeugt, wobei ein Element der Sensoreinheit Bestandteil des Vorratsbehälters (1) und das korrespondierende, andere Element der Sensoreinheit an oder in dem Schwimmer (6) angeordnet ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine aus einem Messwertgeber (15) und einem Messwertaufnehmer (16) bestehende Sensoreinheit ein Signal erzeugt, wenn die Dichte der im Vorratsbehälter (1) enthaltenen, weitgehend aufgebrauchten Lösung (5) einen Wert erreicht hat, die gerade noch zur Pflege des Strömungsleitungssystems geeignet ist, wobei ein Element der Sensoreinheit Bestandteil des Vorratsbehälters (1) und das korrespondierende, andere Element der Sensoreinheit an oder in dem Schwimmer (6) angeordnet ist.
Verfahren nach einem der vorstehend genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Erfordernis des Austausches des Vorratsbehälters (1) oder der Neubefüllung des Vorratsbehälters (1) mittels der hierzu geeigneten Anzeigeeinrichtung (8) wahrnehmbar gemacht wird.
Getränkeautomat mit einem Strömungsleitungssystem, das einen Vorratsbehälter (1) mit einem in Wasser (2) lösbaren Pflegemittel (3) aufweist, in dessen eine Pflege des Strömungsleitungssystems ermöglichender Lösung (5) ein den Füllzustand des Vorratsbehälters (1) anzeigender Schwimmer (6) enthalten ist, zur Anwendung des Verfahrens nach einem der vorstehend genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwimmer (6) ein auf die Dichte der Lösung (5) des Pflegemittels (3) bei nahezu aufgebrauchter Lösung (5) abgestimmtes Kalibriergewicht (17) aufweist.
Getränkeautomat nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Getränkeautomat mit einer Steuerungseinheit (7) ausgestattet ist.
Getränkeautomat nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwimmer (6) eine Dichte aufweist, die der Dichte des Pflegemittels (3) bei nahezu aufgebrauchter Lösung (5) entspricht, beispielsweise wenn die Lösung eine Pflegemittelkonzentration oder Säurekonzentration einen Wert im Bereich zwischen 100 g/l bis 700 g/l, vorzugsweise im Bereich zwischen 180 g/l bis 350 g/l, aufweist.
Getränkeautomat nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine am oder im Vorratsbehälter (1) und korrespondierend hierzu am oder im Schwimmer (6) angeordnete Sensoreinheit aus einem den Messwert erzeugenden optischen oder magnetischen Messwertgeber (15) und einem hierzu korrespondierenden Messwertaufnehmer (16) besteht.
Getränkeautomat nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Messwertgeber (15) ein Magnet und der Messwertaufnehmer (16) ein magnetfeldempfindlicher Sensor ist.
Getränkeautomat nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Getränkeautomat ein Kaffeeautomat (18) ist.